2020年山西省BIM技术应用优秀案例
忻州艺术中心“大剧院·群众艺术馆”BIM技术综合应用
山西建筑工程集团有限公司
为指导和推进全省建筑信息模型(BIM)技术应用工作,推广优秀应用项目,全面提升我省建筑业数字化、智能化水平,由山西省住建厅组织,山西省BIM技术创新联盟承办的2020年BIM技术应用优秀案例遴选会最终评选出24个优秀案例,为了更好的宣传推广优秀案例,根据统一安排,山西省BIM技术创新联盟将会以公众号为平台逐步发布。
单位介绍
山西建筑工程集团有限公司,由中国企业 500 强、中国承包商80 强——山西建筑工程[集团]总公司于 2016 年重组设立。其前身主体山西建工集团总承包公司,是独立承载山西建工资质与品牌的核心企业,成立于 2005 年。
公司全面继承并发展了山西建筑工程[集团]总公司各类资质,拥有国家商务部批准的对外工程承包和对外贸易权,是山西省资质等级最高、资质门类最全的国有大型综合建筑施工企业。拥有国家建筑工程施工总承包特级和建筑行业(建筑工程)甲级工程设计资质(包含建筑装饰、建筑幕墙、轻型钢结构、建筑智能化系统、照明、消防设施等),同时具有公路工程、冶金工程、市政公用工程、机电工程4项施工总承包壹级资质;公路路面工程、公路路基工程、建筑装修装饰工程、建筑幕墙工程、钢结构工程、地基基础工程等6项专业承包壹级资质及多项贰级资质。
近年来公司承建了山西大剧院、山西博物院、太原武宿国际机场新航站楼、临汾新医院、太原理工大学、晋中东南外环快速路、总参谋部总医院、总后勤部天津干休所、白求恩国际和平医院、银川国际会展中心、一汽大众、中国铝业等一批重点项目,获得中国建筑工程鲁班奖、国家优质工程奖、中国安装之星、汾水杯、长城杯、海河杯、安济杯、中州杯、总参优质工程等省级以上优良工程近百项,获得国家AAA安全文明标准化工地 9 项。其中喀麦隆雅温得体育馆等海外项目,得到多位党和国家领导人的亲切关怀及充分肯定和高度评价。
工程概况
【工程简介】
忻州艺术中心“大剧院·群众艺术馆”项目位于山西省忻州市,结构类型为框架-剪力墙结构及型钢混凝土结构,总建筑面积7.3万平方米,建筑高度51.95米, 总投资额2.85亿元,合同工期1140日历天。
忻州艺术中心“大剧院·群众艺术馆”由1326座大剧场,586座小剧场、440座影剧院和群众艺术活动馆组成。整个建筑分为基座与主体两大部分,基座从0.00米标高层至10.60米标高层,主要功能为商业、影院、剧院、剧场的台仓等配套设备用房,主体从10.60米标高层至16.60米标高层为大剧院功能部分及群艺馆功能,21.60米标高层为大剧院设备功能部分及群艺功能部分,26.6米标高层为高档餐饮功能。此外设-5.00米标高层为地下车库及设备。
本工程建筑设计吸取了佛教圣地五台山寺庙形态,整体造型既像一朵五瓣莲花,又像佛教文化中的“毗卢帽”。不同立体折面反射着不同的光影效果,夜晚更是璀璨夺目,使其成为忻州一张新的名片。从不同的角度登上平台,可以欣赏到这栋独特的建筑的不同造型。
【工程特点与难点】
外部58根型钢混凝土斜扭柱,三维空间定位难,混凝土构件造型复杂,层高变化多,模架支设难;钢结构体量大,结构复杂,异形节点多,质量控制难;机电管综空间狭窄,专业交叉多,净高要求高;外挑倾斜幕墙造型多变,安装定位难度大,构件加工复杂;机房类型数量多,空间小,设备管线复杂,布置难度大。
【应用亮点及创新点】
(1)BIM在钢结构工程的应用:通过拆分模型后模拟吊装顺序,优化施工方案,优化后的加工图直接交付现场,严格按照优化图纸施工。通过以Tekla深化为核心的一整套业务流程,降低了材料浪费,缩短了工期,提高了工作效率。
(2)BIM在幕墙工程的应用:Catia深化后的图纸、工程料表已达到现场施工与材料采购加工的深度,解决了点位放线、复杂构件加工困难等技术难题,提高技术、工程、采购、预算各部门效率,避免了返工与材料浪费,缩短了幕墙施工工期。
(3)BIM在机房的应用:机房BIM管线优化后,弯头用量明显减少。预制构件放置现场,仓储面积小、占用时间短。现场组对装配,电焊作业少,质量高且稳定。装配式机房维修率低,杜绝焊渣进入设备,保证维修空间。
BIM组织与应用环境
【BIM应用目标】
(1)对钢结构、幕墙进行BIM建模优化,保证深化后点位尺寸准确,减少材料浪费,提高施工效率。
(2)对机电管综、设备机房进行建模深化排布,合理利用空间,满足净空要求,设计抗震支吊架,保证现场安全美观。
【团队组织】
根据实际情况,公司配置了4名建模人员,一名土建,两名机电,一名装饰幕墙建模人员。
【软硬件环境】
(1)软件使用情况
(2)硬件使用情况
【建模标准依据】
【应用策略】
多专业协同整合、优化设计、碰撞检查、空间优化;土建BIM应用;机电施工图深化;钢结构施工图深化;幕墙施工图深化;钢结构、幕墙吊装方案优化;机电安装顺序优化;模架方案优化;机电、幕墙、钢结构预制加工。
BIM应用
【BIM建模】
【BIM应用情况】
土建:
(1)模架BIM方案
(2)大型斜扭柱BIM支撑方案
钢结构:
(1)Tekla建模
(2)模型深化及优化
(3)深化模型出图
幕墙:
(1)Catia参数化建模
(2)导出点位三维坐标,定位放线
Revit模型、CATIA模型相结合,部分三维坐标点导出,现场定位放线。
(3)玻璃加工尺寸深化交付
对幕墙龙骨、玻璃排布深化后,将玻璃加工尺寸批量化导出,交付工厂批量化生产。
机电:
(1)管综排布
①根据实际情况优化排布
②精细化调整
③局部特殊化处理
(2)开洞、检测
(3)技术支持
①现场辅助查看
②利用VR设备辅助施工管理
机房:
(1)收集参数
(2)初步建模
(3)模型精调
(4)预制加工出图
应用效果
本技术节约与各方协调联络的时间35天,与传统作业方式比较,节约的比例为5.2%;节约材料的价值124万元,与传统作业方式比较,节约的比例为3.2%;缩短工期98天,与传统作业方式比较,缩短工期的比例7.1%;节省的建造费用总额257万元,与传统作业方式比较,节约的比例为2.3%,节省费用远远高于实施投入,效果显著。
总结
【推广价值】
本技术通过模架、土建、机电、幕墙、钢结构等多专业建模,利用模型进行方案优化。土建方面,模架的图纸与架体配置表指导现场施工,控制材料使用;BIM模架方案与计算书提高技术人员工作效率。机电方面,通过模型联动,优化管综排布方案,洞口准确预留,节省工期、避免材料浪费。幕墙、钢结构、装配式机房方面,通过模型深化出图,构件工厂化生产,不受场地限制,与土建专业平行作业,效率高,同时确保安装精度。本技术体系可用于各类民用建筑工程中。
【经验教训】
在机电深化过程中,为保证优化模型的可实施性,必须要形成与现场工长的沟通机制,保证成果能落地实施。在工期紧张的情况下,应采用装配式机房,提前与生产厂家落实设备参数、深化、三维复核、运输等细节。BIM落地不仅仅是BIM团队的事,更需要整个项目团队的配合,并且要把精力集中在应用价值大的应用点上。
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