中国国际贸易中心三期B项目BIM应用

2018-12-18

  一、项目介绍

  中国国际贸易中心三期B阶段项目地处北京商务中心区的核心区域,与国贸一期、二期、三期A一起构成110万平方米的建筑群,是目前世界最大的国际贸易中心,北京CBD最具有代表性的建筑。项目建筑面积223601㎡,主塔楼地上高295.6m;商业裙楼地上高48m;酒店裙楼地上高25m。结构形式为组合框架-核心筒结构、钢支撑框架、钢筋混凝土框架。国贸三期B工程外形独特,每层截面尺寸都不同,截面尺寸先逐渐变大,后逐渐缩小,呈“竹节”形状。为集商业、办公、车库为一体的综合性项目。

中国国际贸易中心三期B阶段项目

  二、项目重难点分析

  1、工程体量大,地处CBD商业核心区,紧邻地铁1号线10号线及北京市地标建筑,可利用场地有限,受周围影响较大。

  2、工程使用大量钢结构,包括钢骨柱、钢梁、钢板墙、大跨度钢桁架,并设置两层伸臂桥架和一层腰桁架。外框柱形成Y型节点和倒Y型节点,结构形式繁琐,深化设计难度大。

  3、空间和工期对施工方案要求高,施工形式不便于确定。

  4、超高层施工复杂节点及大量构件连接需要控制要点多,进行平面二维交底困难。

  5、机电深化设计繁多,建筑外立面造型独特,幕墙造型多样,预制化数字加工存在一定困难。

  6、设计变更数量较多,资料不便于管理。

  7、现场质量安全管理不够及时有力,缺乏效率。

  三、BIM技术在钢结构全周期的应用

  1、钢结构整体模型

  本工程钢结构用量达3.1万吨,钢构件9000余支,单支构件最重35吨。通过运用BIM三维模型软件进行钢结构深化设计,能够顺利实现构件工厂加工、现场拼装的工程目标。

钢结构整体模型

  2、钢结构模型深化

  在钢结构深化设计阶段,我们将Revit结构模型导入Tekla软件以后,对模型进行节点深化、受力分析及构件优化;然后再将整体模型导入到Navisworks中进行碰撞检查,使钢结构与机电、幕墙及精装修等专业之间存在的交叉问题彻底解决。

钢结构模型深化

  钢桁架与土建梁柱结构碰撞演示

  3、三维扫描和数字化加工

  本工程采用了三维数字化扫描技术用于钢结构复杂节点的模拟,相比以往实体检测和预拼装方法,减少了20%的人力、场地和机械投入;利用钢结构深化模型直接出加工详图1597张。

三维扫描和数字化加工

  钢构件三维扫描成像

  4、塔楼钢结构施工可视化施工模拟

  本工程主塔楼属超高层工程,在主塔楼钢结构施工前,通过利用BIM三维模型软件,对主塔楼钢结构施工进行真实模拟。对钢结构复杂节点深化、钢板墙预拼装、现场吊装工况分析及与土建交叉施工等进行全面把控。

塔楼钢结构施工可视化施工模拟

  5、封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升施工工法模拟

  为克服超高层建筑因爬模影响核心筒内钢楼梯安装的困难,本工程编制了封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升施工工法,在该工法实施前,利用BIM三维模型软件进行安全计算和安装模拟,最终确定了最佳施工工法,提高了施工效率和安全系数,降低了劳动强度。该工法已获得国家专利。

  三维动态模拟

  6、大跨度重型桁架安装模拟

  针对横跨景茂街的大跨度桁架,通过运用BIM三维模型进行安装模拟,进行了多套施工方案比选,最终确定了整体地面拼装,逆序提升的方案 ,使景茂街提前15天通车。

桁架提升安装三维效果图

  桁架提升安装三维效果图

  四、BIM技术超高层重难点的应用

  1、液压爬模施工工艺模拟

  本工程液压爬模具有架体设计高度大、稳定要求高、墙厚随高度变化多等难点,通过利用BIM软件,实现了的主塔楼液压爬模施工全过程模拟。

爬模标准构造

  爬模标准构造

  2、超高层混凝土泵送可视化交底

  本工程主塔楼混凝土强度等级高,最大泵送高度达265m,通过利用Revit、3Dmax等软件,模拟了超高层混凝土泵送的施工工艺,实现了可视化交底。

首层泵管布置图

  首层泵管布置图

  五、BIM应用总结

  1、效益分析

  采用BIM技术,大幅减少了工序交接的时间,提高了沟通效率,减少了20%的沟通会议,使整个项目工期节约了20天。发现碰撞共计1500余处,解决结构设计漏留洞口300余处,节省机电路由长度1000余米,预估节省费用60余万元。通过BIM模型计算出的工程量作为依据,核对现场材料计划,使现场材料量控制在原有的85%。

  2、应用分析

  促进BIM技术在企业的应用,通过减少设计错漏、精细化管理带动了BIM技术在行业的应用,同时也得到了业主的信任和业界专家们的认可。应用了BIM集成数据库,形成切实可行的BIM实施方法,积累形成企业内部大数据库,复制推广到其他项目。


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