廉 正 旭

(山西潞安工程有限公司,山西 長治 046204)

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進步，建筑物本身的高度以及數(shù)量較之前有了很大的提升和增加，相應(yīng)的建筑施工方面的難度也越來越大。同時，節(jié)點是建筑結(jié)構(gòu)中集中受力的重要部位，是設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，在維持整個建筑結(jié)構(gòu)中的安全性方面起著至關(guān)重要的作用。目前鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點BIM技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在Tekla公司所提供的Tekla Structures。

1 工程簡介

本次工程選取的實例是某鋼屋蓋系統(tǒng)工程。建筑總面積為7.75萬m2，屋蓋采用的是可活動開啟式，所開啟面積為12 350 m2，其屋面的鋼結(jié)構(gòu)往往會被分成兩部分，即活動和固定屋蓋。其中活動屋蓋的桁架模式主要是平面式的，而固定屋蓋是空間式的，呈“井”字形分布的四條主桁架集中受力，這幾條桁架主要在建筑物下面的混凝土筒上架設(shè)，通過次桁架便可以將剩余屋面在主桁架和周圍環(huán)桁架上建立。建筑整體的形狀為一個橢圓的球體，屋蓋結(jié)構(gòu)主要為弦支穹頂，平面圖類似一個巨大的橢圓形，其中上弦單層的網(wǎng)殼被肋環(huán)型的網(wǎng)格所劃分，所布置的環(huán)向桿共有6圈，都是鋼管，節(jié)點都是相貫的，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了與桿件之間的剛性連接票；下弦索撐體系所布置的環(huán)向桿共有5圈，圓鋼管設(shè)置在最內(nèi)側(cè)，預(yù)應(yīng)力拉索為剩余4圈。

2 工程中的應(yīng)用

2.1 三維建模

本文在鋼結(jié)構(gòu)模型的建造過程中主要利用的自動化程序，建立三維模型，不僅可以將具體的細節(jié)在最短的時間內(nèi)準(zhǔn)確的展示出來，并且在此基礎(chǔ)上建筑師和結(jié)構(gòu)師也能夠就其中存在的問題進行深入的研究和討論。鋼結(jié)構(gòu)三維模型的建立，在一定程度上使得建筑師創(chuàng)造的藝術(shù)能夠更加直觀的展示出來。利用BIM技術(shù)，在一定程度上可以將復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)簡單化，針對每個節(jié)點和零部件都指定相應(yīng)的多角度三維效果圖片，通過將文字的交底方式和傳統(tǒng)CAD圖的有機結(jié)合，以及施工班組針對某項技術(shù)問題開展積極的討論，在一定程度上有助于將三維模型更加清晰直觀和準(zhǔn)確的展示處理，工人理解起來相對比較容易。

2.2 碰撞檢測

在建立了三維模型之后，需要對整個建筑鋼結(jié)構(gòu)的圖元進行一定的碰撞檢測，以此來確保鋼結(jié)構(gòu)的安裝沖突，降低建筑變更及成本超限的風(fēng)險。

2.3 創(chuàng)建節(jié)點

本文通過提取模型文件中的數(shù)據(jù)，便可以初步得到相關(guān)節(jié)點的參數(shù)，為確保自動化程序建模的順利進行，需要對以下相關(guān)數(shù)據(jù)進行高效的整理：

第一，劃分節(jié)點的類型。該工程固定屋蓋部分的結(jié)構(gòu)是圓管相貫的，除去四榀主桁架下弦使用矩形鋼管和必要的拉索以外，其余桿件使用的主要是圓鋼管；除了活動屋蓋部分的主桁架的上弦使用的鋼管是矩形以外，其他桿件所使用的鋼管都是圓形的。通過對整體屋蓋系統(tǒng)中節(jié)點的有效分析大致可以將其類型確定下來，如相貫、索以及支座節(jié)點等。

第二，對桿件進行相關(guān)的排序處理。該工程主要采用的管桁架結(jié)構(gòu)式屋蓋系統(tǒng)，大部分的節(jié)點都是管管相貫的，且所占比例往往比較大。管件之間彼此互相搭接的情況在相貫節(jié)點中普遍存在，根據(jù)相關(guān)的要求：在外部尺寸和管壁的厚度方面主管都要大于支管，二管在連接時，支管不得插到主管內(nèi)部；眾多支管在搭接時，管徑相對比較大和管壁比較厚的往往會作為被搭的接管。根據(jù)上述節(jié)點在構(gòu)造方面的具體要求和Tekla本身的建模方式，桿件在建模時的主要順序為先進行主管的創(chuàng)建，然后再根據(jù)直徑的大小進行支管的搭建；在直徑相同的情況下，可以按照管壁的厚度進行具體的搭建。

3 鋼桁梁檢測數(shù)據(jù)

利用BIM技術(shù)可以快速的將鋼桁梁檢測數(shù)據(jù)提取出來，方便相關(guān)施工人員嚴格按照相關(guān)數(shù)據(jù)的要求，對施工材料進行科學(xué)的分類，將工程中所需要的各種材料用量快速的計算出來，以此便可以更加準(zhǔn)確的掌握工程施工的具體進度，并且還能夠?qū)崿F(xiàn)對安全管理的有效控制。

4 結(jié)語

所謂的BIM技術(shù)，全稱建筑信息模型，其主要是依靠數(shù)字模型和各種信息技術(shù)，實現(xiàn)對各種參數(shù)化數(shù)據(jù)模型的有機統(tǒng)一，然后來設(shè)計、施工和管理建設(shè)工程項目的重要方法之一。鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點BIM技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上有助于相關(guān)技術(shù)人員在正確理解各種建筑信息的基礎(chǔ)上做出準(zhǔn)確的判斷和實現(xiàn)高效的管理，從而促進生產(chǎn)效率的提升，在極大的節(jié)省工程成本的過程中能夠提高工程施工的進度，促進工期的有效縮短。本文以某鋼屋蓋系統(tǒng)為例，從三維建模、碰撞檢測、創(chuàng)建節(jié)點以及創(chuàng)建圖紙等方面詳細的介紹了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的BIM技術(shù)應(yīng)用。