2019鄭州大劇院項目BIM技術應用成果報告.pptx
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上傳人:十二
編號:893872
2024-01-31
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1、Application of BIM Technology,目 錄,建設內容包括:1687座的歌舞劇場(A區)、461座的戲曲排練廳(B區)、884座的音樂廳和421座的多功能廳(C區)以及地下商業、停車場和配套的附屬用房。四個中心成為鄭西新區又一現代化地標。,現代化地標,項目簡介,鳥瞰圖,一、項目簡介,1.1 項目簡介,一、項目簡介,1.2 各專業重難點,二、BIM實施體系,2.1 組織架構及人員,BIM團隊組織架構,BIM團隊主要人員簡介,BIM工作室配備專業圖形設計筆記本30余臺以及100M獨立光纖等硬件設施,保證了項目BIM技術的順利進行。,同時配備了完善的軟件,如revit、Lumi2、on、3dsmax、SketchUp、Midas、Rhinoceros、TEKLA、Luban等。,二、BIM實施體系,2.2 軟硬件配置,3.1.1 輔助圖紙會審,圖紙問題記錄與截圖,鄭州大劇院造型獨特,導致圖紙出圖緩慢,錯誤遺漏較多,通過建立三維模型,發現圖紙問題,創效及節約工期如下:,使出圖后施工人員拿到的圖紙均為BIM驗證無誤后的圖紙。,BIM工程師深入施工現場,直接與設計院人員溝通,將問題消滅在萌芽狀態。,圖紙會審記錄簽字蓋章,三、BIM技術應用分析,3.1 各專業綜合應用,3.1.2 各專業可視化交底,本工程結構復雜,F1層凈高種類多,幕墻曲率多變,鋼結構節點拼裝難度大,利用BIM3、技術對復雜節點提前進行建模,并對工人進行可視化交底,消除操作工人對圖紙理解的誤差,保證施工質量。,細部節點交底會,幕墻曲率變化交底會,凈高優化分析交底會,鋼結構拼裝模擬交底會,三、BIM技術應用分析,3.1 各專業綜合應用,3.2.1 復雜節點排布優化,對復雜節點利用BIM技術提前進行建模、排布、優化,以保證施工過程中各復雜節點的施工質量,減少返工。,屋面點式天窗節點,多梁相交于柱節點,斜柱架體搭設節點,土建整體模型圖,屋面風井節點,高空懸挑工字鋼節點,現場效果圖,現場實物效果,三、BIM技術應用分析,3.2 土建專業應用,利用BIM技術對二次結構進行合理排布,提取墻體砌塊尺寸清單及用量,匯總4、非標準磚用量,進行工廠加工,減少材料浪費,減少二次搬運。,3.2.2 砌體排布,砌體墻面排布,現場砌體墻面排布,砌體施工工序模擬,現場效果圖,三、BIM技術應用分析,3.2 土建專業應用,3.2.3 場地平面布置,利用BIM技術建模分析選取搬遷間隔最長部位及最少拆遷量部位進行臨設搭建,優化現場臨設布置和道路規劃方案,保證現場平面布置及文明施工管理。,現場平面布置漫游,現場工地大門,鋼筋加工棚,現場效果圖,現場效果圖,三、BIM技術應用分析,3.2 土建專業應用,本工程造型奇特,空間點位多且定位難度大。橢圓形樓板及異性屋面等采用BIM技術提取模型坐標并導出,然后導入全站儀進行現場放樣,根據放樣結5、果與模型進行對比,以確保測量精度。,3.2.4 三維模型輔助定位放樣,土建模型坐標提取,模型坐標導出,坐標導入儀器,進行現場放樣,三、BIM技術應用分析,3.2 土建專業應用,通過無人機拍攝航線及固定拍攝點,獲得每個施工階段現場的人、材、機布置圖,通過此方式指導總平面管理與BIM模型行對比分析。,鄭州大劇院720度全景影象,通過設置無人機拍攝航線及固定拍攝每個時點項目形象進度圖,實時動態觀察項目的進展與進度,進行工期進度控制與安全危險源識別,方便全局把控項目,指導項目管理人員。,各階段航拍平面布置圖,3.2.5 無人機輔助項目管理,三、BIM技術應用分析,3.2 土建專業應用,3.3.1 多層6、吊掛舞臺鋼結構應用(1),A區歌舞劇場舞臺鋼結構共計七層,其位置位于主體結構內,吊裝需采用非常規方法進行。因此,項目采用Tekla軟件提前建立模型,模擬預拼裝,保證施工質量及安全。,A區歌舞劇場鋼結構整體分布,A區歌舞劇場舞臺鋼結構模型,三、BIM技術應用分析,3.3 鋼結構專業應用,3.3.1 多層吊掛舞臺鋼結構應用(2),依次安裝下一個吊裝單元,焊接固定,提升至設計位置,檢查調整,利用BIM技術進行舞臺鋼結構預拼裝工序模擬,使工人充分理解和熟知安裝路徑和安裝后的效果,做到無返工,一次成優。,在地面拼裝胎架上拼裝鋼結構鋼梁,,試提升,檢查確認無誤后開始正式提升,舞臺鋼結構現場施工效果,對工人7、進行交底,三、BIM技術應用分析,3.3 鋼結構專業應用,3.3.2 鋼結構吊裝工藝模擬,鋼結構外立面為雙向傾斜V型柱,施工復雜且空間定位要求精確,利用BIM技術,制作安裝模擬視頻,提前模擬吊裝施工路線,選取合理的吊裝方案以及吊裝設備,加快施工進度。,鋼結構吊裝設備位置圖,V形柱拼裝模擬,V形柱吊裝路線模擬,三、BIM技術應用分析,3.3 鋼結構專業應用,3.3.3 屋面網架施工應用,通過BIM模型對屋面網架進行模擬拼裝,根據拼裝路線,進行構件編號和下料,并利用BIM模型提取三維坐標,進行精準定位放線,保證安裝位置準確。,屋面網架BIM模型圖,三維坐標提取,網架安裝模擬,網架安裝效果,三、BI8、M技術應用分析,3.3 鋼結構專業應用,3.4.1 管線綜合排布,利用BIM模型對管線密集區域進行綜合排布,優化布局,提升凈高,避免管線的碰撞,減少返工,一次成優,使整體效果更加美觀。,管線排布三維效果圖,現場施工效果,BIM排布優化,管線設計排布方案,優化排布效果檢查,三、BIM技術應用分析,3.4 機電專業應用,3.4.2 凈高優化分析,針對凈高分析現場研討,形成凈高分析報告,本工程空間復雜且各房間頂部管線排布密集,為保證合理利用空間布局,通過BIM應用進行管綜規劃,優化凈高,合理排布,減少現場拆改及浪費,自動導出精確的施工圖紙指導現場施工。,凈高優化分析,凈高優化分析,三、BIM技術應用9、分析,3.4 機電專業應用,3.4.3 結構預留洞,預留洞平面圖,各方代表簽字,管線綜合排布完成后對剪力墻以及砌體預留口精確定位,生成平面圖指導現場施工;并與業主,設計單位,施工單位現場簽字確認,形成圖紙文件12份。,預留洞BIM效果圖,三、BIM技術應用分析,3.4 機電專業應用,3.4.4 碰撞檢查,碰撞問題,碰撞檢查問題報告,利用BIM技術將所建立的機電模型進行碰撞檢查,檢查出碰撞問題749處,并將檢查出的問題形成碰撞檢查表提交設計院進行核查修改,避免后期的返工及工期的延誤。,三、BIM技術應用分析,3.4 機電專業應用,碰撞檢查,3.4.5 機房優化排布,項目部根據設計院現有圖紙,對于10、機房、設備房等管線復雜區域重點建模,提前解決施工中的問題,有效避免碰撞,節約材料,提升觀感效果,保證施工工期,并出具三維圖紙指導施工。,機房BIM模型,機房BIM漫游,三、BIM技術應用分析,3.4 機電專業應用,3.5.1 BIM+VR技術,利用VR虛擬仿真技術,全方位的展示戲劇廳、音樂廳及多功能廳等重點部位的燈光效果、材料質感、空間格局在內的裝修效果,從而使裝修工人充分了解設計意圖。,VR效果展示,VR體驗館,VR體驗室布局,三、BIM技術應用分析,3.5 精裝修專業應用,3.5.2 點云技術配合GRG分割加工,利用三維激光掃描技術對施工現場實際尺寸進行測量,利用BIM建模進行材料工作,待11、材料安裝完成后再進行碰撞檢測,根據實測數據反建三維模型,及時發現碰撞點并進行現場調整。,現場實測掃描,高級三維檢測,點云模型,三、BIM技術應用分析,3.5 精裝修專業應用,3.5.3 放樣機器人,放樣原理與過程,將BIM模型導入iPad平板電腦后,可以直接在三維的BIM模型上點取放樣點,進行放樣;不僅可以做BIM放樣,還可以完成特征點的點位測量;對無法到達的點位提供便宜輔助點放樣。,三、BIM技術應用分析,3.5 精裝修專業應用,根據建筑、結構施工圖及相關設計規范對幕墻進行二次深化設計:確定幕墻構造形式,對重點部位進行三維建模模擬,將模型導入ANSYS通過計算確定系統的安全性、可靠性。,3.12、6.1 有限元分析,3.6.2 曲面幕墻塊狀分割,幕墻構造,ANSYS軟件分析,通過 BIM參數軟件(GRASSHOPPER)對建筑外立面及屋面進行參數化分格劃分,在滿足建筑設計理念要求的同時,保證材料板塊滿足規范要求及外立面效果要求,校驗受力模型及可加工性,滿足工廠加工和現場安裝要求。,幕墻立面分隔確定,三、BIM技術應用分析,3.6 幕墻專業應用,幕墻立面分隔確定,現場效果圖,3.6.3 曲面幕墻工程量統計,利用從BIM模型導出板材、型材、鋼材等材料的 工程量,為材料招標及商務預算提供依據。,3.6.4 系統節點可視化模擬,通過三維可視化模擬,能夠有效的縮短溝通時間,大大提高工作效率,施工13、提供可靠依據。,幕墻三維模型及工程量統計,系統節點可視化模擬,三、BIM技術應用分析,3.6 幕墻專業應用,3.6.5 圖紙及材料清單生成,運用BIM技術直接由三維模型生成建筑幕墻的二維平立面圖紙。采用參數化方法對材料信息進行批量提取,導出材料清單及加工圖紙,模型和加工圖紙一起交付生產廠家進行生產加工,提高了效率并極大的縮短了材料采購以及加工周期。,幕墻二維圖紙生成,幕墻模型圖,幕墻二維圖紙生成,三、BIM技術應用分析,3.6 幕墻專業應用,3.6.6 材料加工信息提取,二層共享大廳墻面鋁板的扭曲角度在一段區域內連續變化,采用參數化方法對材料全模型信息進行批量提取,導出材料清單及加工圖紙,模型14、和加工圖紙一起交付生產廠家進行生產加工。,提取材料信息,扭曲鋁板幕墻,三、BIM技術應用分析,3.6 幕墻專業應用,現場效果圖(正在施工中),3.6.7 材料跟蹤管理+二維碼,該項目的帆面造型導致幾乎沒有相同的板塊,面對數以萬計的材料,材料管理成了很棘手的問題,引入“草料二維碼”解決方案,采用“互聯網+BIM”的管理方式對材料進行科學化、智能化、高效化的管理。,二維碼掃描,現場構件,APP查看信息,三、BIM技術應用分析,3.6 幕墻專業應用,4.1.1 聲學模擬-(1)音質設計技術指標,1.使用功能:滿足歌舞劇、交響樂以及大型綜合文藝演出等功能,以建聲為主,電聲為輔。3.主要建筑聲學技術指標15、:,戲劇廳 Odeon 聲學模型內視圖二,戲劇廳 Odeon 聲學模型內視圖一,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,音樂廳聲粒子分析剖面,音樂廳聲粒子分析平面,4.1.1 聲學模擬-(2)體型分析與設計,1.將臺口八字墻設計成凸弧形面,有利于為樂池和觀眾席前區提供豐富的側向反弧聲。,2.經過聲學設計后,觀眾廳吊頂能將來自舞臺聲音均勻反射至觀眾席各區域,為觀眾席提供豐富的早期反射聲和均勻的聲場。,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,4.1.1 聲學模擬-(3)界面聲學材料處理措施,經聲學計算,為避免凹弧形引起的聲聚焦缺陷;控制觀眾廳混響時間,廳內需16、做少量面積的吸聲處理,建議在一層樓座和二層樓座側墻與后墻銜接的圓弧處做穿孔吸聲處理,同時分別在四個圓弧處布置約15的穿孔吸聲處理。,模型渲染吸聲材料位置,模型渲染吸聲材料模型,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,4.1.1 聲學模擬-(4)模擬檢測建筑聲學效果,我司在施工過程中結合模型對劇場進行聲學模擬(包括計算機模擬和實物縮尺模擬實驗)。聲學模擬測試可以分析出包括各部位材料的選用、基層骨架的制安、墻面與吊頂的弧度、傾斜角度等可能對聲學方面產生影響的建筑構造細節問題,能達到指導施工的目的。,聲學測試設備,施工現場檢測建筑聲學效果,現場模擬的實現:在舞臺中央利用設備放聲,17、測試者攜帶設備(測槍)站在劇場任意位置進行檢測建筑聲學效果。,聲學專業單位計算機聲線分析,聲學專業單位計算機音質模擬,通過模擬檢測建筑聲學效果得出:現場檢測結果與模擬完全一致,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,4.1.2 光學模擬,作為劇院類建筑對光學有獨特的要求,需要對燈光吊桿、提升對開大幕,防火幕、面光橋、升降舞臺等位置進行精確定位。同時根據設備廠家提供的燈光參數使用3ds-MAX建模模擬舞臺燈光效果。,光學模擬方案一,軟件分析光學模擬,光學模擬方案二,現場實施效果,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,4.1.3舞臺機械受力驗算,舞臺升降機18、BIM模型,模型應力圖,利用Revit軟件,對各個舞臺的機械(升降機系統)進行參數建模,當升降臺模型建立完成,可以產生各種圖紙、平面圖、立面圖、3D圖以及明細表等,方便加工制造。,基于一榀組合桁架舞臺軸線尺寸,選擇3D實體結構建立有有限元模型,經計算,所有構件應力值遠遠小于材料屈服強度,并且小于規范規定容許值。,舞臺升降機實體模型,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,4.1.4 BIM+3D打印,利用BIM技術配合3D打印形成實體模型。通過模型展示工程特點、難點、亮點,還可對場區所有重點部位進行導航,使管理人員更加直觀、快捷了解到工程信息。,3D打印項目沙盤模型,BIM19、模型,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.1 劇院類特色應用,多應用端平臺,項目各參與方使用手機端或PC端通過集成平臺實時參與項目管理。,各參與方實時查看資料,業主實時查看進度,監理方實時提交現場質量安全問題,施工方及時解決現場問題。,在線瀏覽各項文檔,利用云端將工程有關的文件上傳至后臺,方便項目有關人員隨時瀏覽文件、模型等內容。,4.2.1 項目級協同平臺,項目級協同平臺界面,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.2 協同平臺,運用移動端APP,從云端獲取設計圖紙,將現場質量安全問題照片與BIM模型進行云標識,閉合質量安全問題。,資料檔案管理流程,現場鋼筋,現場與BIM模型進行標識,移20、動端APP,4.2.2 施工資料檔案管理,4.2.3 質量安全管理,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.2 協同平臺,1.基于3D模擬的基礎上,錄入綜合單價信息,統計提取工程節點上任意時間段內計劃產值;2.計劃完成產值和實際產值的準確對比分析,指導材料計劃、進場計劃等及時下達,對項目風險進行有效管控。,1.通過BIM建模,將各專業的施工重難點剖析,進行專業進度控制。2.整體把握現場施工情況,統籌施工進度安排。,進度管理示意,成本管理信息,4.2.4 成本管理,4.2.5 進度管理,四、BIM創新應用點及集成管理平臺,4.2 協同平臺,本工程在我單位承包范圍內的土建、安裝、幕墻、鋼結構專業的21、BIM應用,帶來主要經濟效益如下:,五、項目效益分析及總結,5.1 經濟效益,部分經濟效益分析認證如下:,五、項目效益分析及總結,5.1 經濟效益,本工程通過深度應用BIM技術,并結合現場施工,獲得以下成果:,1、積極組織開展QC活動,獲得河南省建筑業協會“二等獎”榮譽,兩項;,2、借助BIM模型獲得2018年度河南省省級工法4項;,五、項目效益分析及總結,5.2 社會效益,本工程通過深度應用BIM技術,并結合現場施工,獲得以下成果:,3、發表關于項目BIM技術應用論文3篇。,4、通過項目實際BIM操作經驗,自主研發了異性構件族庫云平臺,方便異性構件下載。,五、項目效益分析及總結,5.2 社會22、效益,五、項目效益分析及總結,節省人工方面:利用BIM技術,通過可視化交底,優化材料、調整施工方法,集中加工場加工成品原材及裝配式材料的選用,大大節省了人力。,節省材料方面:利用BIM技術,優化施工設計圖紙,合理布置材料位置,根據每個材料剩余的邊角料,利用BIM技術進行優化至其他位置,節省了損耗量。,施工進度方面:通過BIM技術與無人機結合,及時對現場進行實時控制,方面了項目對勞務人員管理。也在建立BIM模型的同時,可視化過程中發現了圖紙的很多問題,在建造前期已全部解決完成,大大的增加了施工進度。,碰撞檢查:通過各專業間的碰撞檢查,提前發現設計中的干涉問題,避免施工過程中發現問題造成工期延誤。如機電各專業間相互碰撞檢查發現碰撞點幾百處,及時調整,避免施工錯誤;如幕墻與鋼結構進行碰撞,避免施工過程中發現問題造成工期延誤。,施工成本方面:利用BIM技術、節省材料、節約了人工、節省工期等,大大減少了施工高成本,為項目取得了較好的經濟效益。,