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摘要：本文旨在通過實際工程案例探討BIM（詞條“BIM”由行業(yè)大百科提供）建模技術(shù)以及裝配式技術(shù)在異形曲面建筑中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：BIM建模，裝配式技術(shù)應(yīng)用
第一章、前言
1、工程概況
本工程坐落于東太湖之畔的蘇州灣，總用地面積約10.7公頃，總建筑面積19.8萬平方米，包括北部蘇州大劇院及南部吳江博覽中心兩個項目。其中，蘇州大劇院共9.5萬平方米，主要功能為大劇院、小劇院及一個IMAX廳和若干電影放映廳，外裝飾最大高度：53.912m。吳江博覽中心共10.3萬平方米，主要功能為博物館、城市規(guī)劃展示館及會議中心，外裝飾最大高度：54.705m。
2、工程亮點
本工程最大的亮點為貫通北部大劇院與南部吳江博覽中心的陽極氧化鋁板飄帶，整體飄帶為空間三維結(jié)構(gòu)，飄帶結(jié)構(gòu)體系為空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)，大劇院和博覽中心通過鋁板（詞條“鋁板”由行業(yè)大百科提供）飄帶連接貫通，鋁板飄帶呈不規(guī)則空間弧形。按標(biāo)高飄帶分為上飄帶和下飄帶。
整體飄帶系統(tǒng)中包括有陽極氧化鋁單板、穿孔鋁板、低輻射LOW-E夾層中空玻璃、消防救援窗等。由于飄帶外形為扭轉(zhuǎn)弧形，分格單元為三角形平板，總面積約四萬多平方米。
鋁板飾面為不規(guī)則的連續(xù)漸變外形，采用三角形來適應(yīng)外表面變化.三邊設(shè)置閉合的鋁副框，采用機(jī)械螺釘連接于次鋼龍骨高度變化要求;板之間接縫采用硅酮密封膠密封。面板采用3mm厚5005H18陽極氧化鋁單板，鋁板采用連續(xù)氧化工藝制作，表面無肉眼可見的明顯色差，顏色及安裝方向須滿足建筑師的要求.
主受力龍骨，采用鍍鋅鋼方通，龍骨布置方向與鋁板分格相一致，橫向鋼龍骨與豎向鋼龍骨交接處采用焊接連接;
由于整幅鋁板幕墻（詞條“鋁板幕墻”由行業(yè)大百科提供）(即建筑立面上的鋁板飄帶)為弧形，因此考慮到材料加工及現(xiàn)場安裝的可行性，單塊鋁板為三角形平板，相鄰板片間通過鋁副框前端的弧形部分調(diào)節(jié)方向飄帶每塊鋁板的朝向，需借助BIM模型進(jìn)行空間定位后再現(xiàn)場安裝;
整體飄帶系統(tǒng)中包括有陽極氧化鋁單板、陽極氧化穿孔鋁單板、低輻射LOW-E夾層中空玻璃等。
該系統(tǒng)為封閉式系統(tǒng)設(shè)計(接縫由硅酮密封膠密封)。除僅用于外飾的飄帶外，作為建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鋁板幕墻需在后部設(shè)置2mm厚的防水鋁板層和保溫巖棉.對于裝飾性作用的鋁板飾面，可不設(shè)置背板和保溫巖棉.
除飄帶主體鋼結(jié)構(gòu)外，其他所有用于安裝外飾面的次鋼結(jié)構(gòu)均屬于幕墻工作范圍。次鋼要用熱浸鍍鋅（詞條“熱浸鍍鋅”由行業(yè)大百科提供）處理。
在指定位置設(shè)置固定玻璃，玻璃采用夾膠中空玻璃(不可開啟位置采用夾膠玻璃)，玻璃板塊通過結(jié)構(gòu)膠固定的鋁副框連接在主框架龍骨上。
鋁板表面色差處理：鋁板應(yīng)采用連續(xù)氧化工藝制作，表面無肉眼可見色差，如有必要氧化方向應(yīng)一致。
由于鋁板飄帶為空間不規(guī)則弧形，須同時結(jié)合3D模型及二維施工圖進(jìn)行飄帶形狀、規(guī)格確定、現(xiàn)場施工定位等工作。
第二章、金屬飄帶BIM建模及裝配式技術(shù)特點
1、金屬飄帶BIM建模技術(shù)特點
根據(jù)設(shè)計的飄帶CAD圖紙，建立出BIM飄帶模型。進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計的飄帶空間關(guān)系，對設(shè)計進(jìn)行檢驗，進(jìn)行各專業(yè)間的碰撞檢查，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，將飄帶鋁板系統(tǒng)分割成標(biāo)準(zhǔn)的單元板塊，每一個單元板塊必須包含與主體連接構(gòu)件的詳細(xì)參數(shù)，此階段進(jìn)行優(yōu)化的單元板塊方案，對建筑物最終的豎向設(shè)計空間進(jìn)行檢測分析，并給出最優(yōu)的單元板塊布置。使得建筑信息化模型(BIM)較為準(zhǔn)確，并能提供各專業(yè)的工程量明細(xì)，從而滿足其在加工、施工階段的技術(shù)要求。使用軟件為REVIT及RHINO。
理論模型完成后，再根據(jù)測量技術(shù)結(jié)合模型的應(yīng)用，將飄帶鋁板高空坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為地面坐標(biāo)，采用全站儀直接由控制點進(jìn)行三維放樣，可達(dá)到很高的精度效果，減少其他儀器多次測量引起的累計誤差。高程控制網(wǎng)的基本網(wǎng)和加密網(wǎng)精度保持一致，其精度根據(jù)規(guī)范確定。復(fù)測精度與建網(wǎng)精度相同，鋼結(jié)構(gòu)卸載后采用激光掃描儀對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行激光掃描。激光掃描儀采取非接觸式激光掃描，基于點云獲取三維數(shù)據(jù)。通過全站儀與三維激光掃描儀進(jìn)行配合，使三位激光掃描儀獲取的點云坐標(biāo)與模型坐標(biāo)的進(jìn)行匹配轉(zhuǎn)換。利用掃描后的點云模型與BIM理論模型進(jìn)行合并，分析現(xiàn)場實際構(gòu)件與理論模型的位置誤差，對誤差超限的區(qū)域模型進(jìn)行修正，滿足建筑外觀并進(jìn)行對超限區(qū)域圓滑過渡。
利用建筑信息化模型(BIM)系統(tǒng)軟件創(chuàng)建飄帶鋁板深化模型。在制作深化模型過程中，利用軟件協(xié)同工作，檢查與其他專業(yè)之間的相對位置關(guān)系并作相應(yīng)的調(diào)整。本項目采用裝配化單元式體系，根據(jù)Revit軟件分析得出，縱向鋁板骨架不彎弧，橫向根據(jù)造型進(jìn)行彎弧扭轉(zhuǎn)，因此，本工程飄帶鋁板單元設(shè)計以縱向一體化，即縱向一整排可在地面進(jìn)行拼裝，橫向分析得出可以在不超過3塊鋁板板寬的長度下進(jìn)行地面拼裝而不影響整體造型的實現(xiàn)，根據(jù)計算分析，最大單元板塊為(縱向28米*橫向7.5米)。考慮到整體框架的穩(wěn)定性，縱向分為三個小單元進(jìn)行吊裝。
以標(biāo)準(zhǔn)模塊的形式創(chuàng)建，繪制符合生產(chǎn)工藝要求的深化圖紙及明細(xì)表，對每一塊鋁板、構(gòu)件進(jìn)行編號，并對其定位坐標(biāo)、顏色、材質(zhì)、加工尺寸和到場時間等信息進(jìn)行統(tǒng)計梳理，可以方便快捷的導(dǎo)出板塊清單、材料清單。
裝配式施工技術(shù)特點：
采用單元板塊化安裝的方式來進(jìn)行加工組裝，在地面進(jìn)行單元板塊的拼裝，減少高空作業(yè)量。考慮到單元板塊尺寸為7.5米×28米，現(xiàn)場鋁板單元的拼裝場地尺寸要求大致為：長30m×寬10m=300㎡。由于現(xiàn)場鋁板飄帶體量巨大，考慮到本工程的實際需要，為保證施工工期，計劃現(xiàn)場布置8塊單元拼裝場地。
單元板塊拼裝步驟順序：
第一步：飄帶鋁板單元板塊高空轉(zhuǎn)接件的制作
第二步：飄帶鋁板單元板塊骨架的安裝(拼裝場地拼裝)
第三步：飄帶鋁板單元板塊鍍鋅鋼板的安裝
第四步：飄帶鋁板單元板塊保溫棉的鋪設(shè)
第五步：飄帶鋁板單元板塊防水鋁板的安裝
第六步：飄帶鋁板單元板塊鋁單板面板的安裝
飄帶鋁板單元板塊的吊裝：
本工程飄帶鋁板單元板塊在垂直運輸時，由于單元板塊面積較大，且剛度不足，提升時，容易引起變形，因此，在垂直運輸?shù)跹b時，將采用吊裝繩索禁錮綁扎。同時板塊下方需加設(shè)纜風(fēng)繩，用以控制板塊在提升過程中的姿態(tài)，防止發(fā)生碰撞。
相鄰單元板塊的銜接安裝及誤差調(diào)整
1) 總體安裝工藝流程
主結(jié)構(gòu)復(fù)測→定位放線→單元板塊制作→單元板塊安裝→單元間補桿(板)→安裝后續(xù)板材→區(qū)域內(nèi)安裝誤差測量→調(diào)整→清洗。
2) 多個單元吊運安裝就位后，會產(chǎn)生誤差，通過全站儀對特征觀測點進(jìn)行空中坐標(biāo)的復(fù)核與BIM模型相對照，確保誤差控制在允許范圍內(nèi)。誤差調(diào)整通過支座部位連接件螺栓（詞條“螺栓”由行業(yè)大百科提供）的長圓孔進(jìn)行微調(diào)。
第三章、工程運用效果
本工程的飄帶鋁板采用工廠加工、現(xiàn)場裝配式單元安裝的加工安裝方式，材料運輸快捷、安裝工藝方便、整體美觀度高、并在現(xiàn)場工期緊張時，不受天氣影響，能快速滿足施工時間上的要求。在造型復(fù)雜時，確保飄帶鋁板安裝精度，同時施工人員的安全及下方施工人員的安全更能得到保證，比采用高空車零散安裝節(jié)約施工時間及項目措施費。
作者單位：蘇州柯利達(dá)裝飾股份有限公司
