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【佟克龍】淺析BIM技術(shù)在鉆石切面玻璃幕墻中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2018-11-24閱讀數(shù):2667

淺析BIM技術(shù)在鉆石切面玻璃幕墻中的應(yīng)用

佟克龍¹

（1.中建八局第二建設(shè)有限公司，山東濟(jì)南 250014）

摘要：隨著當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑造型越來越復(fù)雜，一些建筑采用常規(guī)的手法現(xiàn)在已經(jīng)無法實現(xiàn)。而BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的作用被更多的專業(yè)人士認(rèn)知認(rèn)可。本文針對濟(jì)南綠地中央廣場鉆石切面玻璃幕墻設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，進(jìn)而明確BIM技術(shù)在鉆石切面玻璃幕墻設(shè)計中的作用，為以后BIM技術(shù)在異形玻璃幕墻的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝提供依據(jù)與借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鉆石切面玻璃幕墻；異形玻璃幕墻；

1 工程概況

（1）工程名稱：濟(jì)南綠地中央廣場C-1地塊B塔樓幕墻工程；

（2）工程地點：濟(jì)南市西客站片區(qū)，西鄰齊魯大道，東鄰齊州路；

（3）工程規(guī)模：綜合樓幕墻面積約16050平方米，地上二十四層，地下二層；

（4）建筑設(shè)計單位：青島東盛建筑設(shè)計事務(wù)所有限公司；

（5）基本風(fēng)壓值： W0=0.45KN/m2（50年一遇）；

（6）地震設(shè)防烈度：設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度為0.05g；

（7）承建單位：中建八局第二建設(shè)有限公司。

本工程建筑高度99.7米，幕墻高度101.18米，幕墻為構(gòu)件式玻璃幕墻，建筑窗間玻璃主要采用8Low-E+12Ar+6雙銀鋼化低輻射中空玻璃，建筑層間玻璃采用 6Low-E+12Ar+6鋼化低輻射中空玻璃。

2 幕墻設(shè)計的風(fēng)格理念

（1）幕墻設(shè)計風(fēng)格：

幕墻設(shè)計造型獨特新穎，建筑設(shè)計外形為類鉆石切面、通過玻璃組合及反射，增強建筑物立面層次感空間效果；整體設(shè)計分格左右對稱，整個建筑物虛實結(jié)合，現(xiàn)代大氣而不失穩(wěn)重。通過透明玻璃幕墻大面積的應(yīng)用有效的結(jié)合了室內(nèi)外空間，使建筑物顯得親切、寧靜、充滿陽光。在設(shè)計風(fēng)格上，通過對材質(zhì)的不同特性應(yīng)用及各細(xì)部的仔細(xì)推敲，使其既符合了原有的建筑設(shè)計的要求，外表簡潔大方，虛實結(jié)合，又使整個建筑幕墻設(shè)計整體感強，外形美觀、線條流暢。

（2）幕墻設(shè)計理念：

建筑的設(shè)計理念是把濟(jì)南綠地中央廣場建成為濟(jì)南市西客站片區(qū)的中心標(biāo)志建筑。建筑幕墻是最直接的體現(xiàn)形式。因此建筑幕墻設(shè)計構(gòu)想力求與建筑的建筑立面設(shè)計思路及結(jié)構(gòu)特征相吻合，并通過幕墻設(shè)計加以完善。并與西客站的自然景觀、周邊建筑乃至天空形成了一個珠聯(lián)璧合的整體。

3 建筑特點

（1）建筑外表皮為異形扭曲鉆石切面幕墻，玻璃全為不規(guī)則的梯形玻璃；

（2）玻璃幕墻在水平方向及垂直方向上都有內(nèi)凹或外凸兩種情況，幕墻外飾面有不同的角度，造型復(fù)雜；

（3）玻璃幕墻，分格整齊準(zhǔn)確，輪廓線條清晰；

（4）建筑幕墻垂直方向相鄰兩塊玻璃內(nèi)凹或外凸夾角為176度；水平方向相鄰兩塊玻璃內(nèi)凹或外凸夾角為163度。

4 BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

綠地中央廣場C-1地塊B座幕墻工程為異形扭曲鉆石切面幕墻，玻璃全為不規(guī)則的菱形玻璃；玻璃幕墻在水平方向及垂直方向上都有內(nèi)凹或外凸兩種情況，幕墻外飾面有不同的角度，型材連接件的造型復(fù)雜。

（1）鉆石切面玻璃幕墻空間碰撞技術(shù)

造型獨特的建筑，由于主體結(jié)構(gòu)樓層施工時不可避免的結(jié)構(gòu)偏差、結(jié)構(gòu)高程誤差累計、異形結(jié)構(gòu)施工難度大。這就會造成主體結(jié)構(gòu)與幕墻結(jié)構(gòu)水平分格、豎向分格的不對應(yīng)，并以此形成幕墻施工偏差，造成局部觀感不佳。在幕墻工程施工前，主體結(jié)構(gòu)施工完成后，有必要針對主體結(jié)構(gòu)標(biāo)高、主體結(jié)構(gòu)輪廓進(jìn)行復(fù)測并與幕墻設(shè)計圖紙進(jìn)行對比。根據(jù)以上的結(jié)果，應(yīng)用BIM技術(shù)，繪制三維模型進(jìn)行空間碰撞，模擬幕墻結(jié)構(gòu)與復(fù)核后的主體結(jié)構(gòu)的偏差，并對幕墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而保證幕墻結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合。

（2）鉆石切面玻璃幕墻空間定位技術(shù)

異形玻璃幕墻立面異形、平面異形，橫、豎龍骨往往呈多角度、變間距狀態(tài)，定位困難。綠地中央廣場C-1地塊B座為異形扭曲鉆石切面幕墻，幕墻橫剖面成鋸齒狀，豎龍骨間距不固定，方向不統(tǒng)一。運用BIM建模技術(shù)獲取幕墻輪廓線機主龍骨定位坐標(biāo)；運用全站儀通過“兩點一線”式放線方法確定豎龍骨位置、方向；通過技術(shù)創(chuàng)新，利用三維模型與全站儀協(xié)作測量放線，實現(xiàn)了復(fù)雜曲面、異形幕墻的定位工作，放線質(zhì)量滿足異形玻璃幕墻施工質(zhì)量要求。

（3）鉆石切面玻璃幕墻符合調(diào)整技術(shù)

結(jié)構(gòu)圖、實際主體結(jié)構(gòu)、幕墻建筑圖紙之間可能存在不符，實際施工中需對已完工主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核并對幕墻外殼進(jìn)行調(diào)整。主體結(jié)構(gòu)與圖紙不符時，僅調(diào)整平面圖無法指導(dǎo)異形、曲面玻璃幕墻施工，需對模型進(jìn)行調(diào)整，讓異形玻璃幕墻對主體結(jié)構(gòu)形成新的空間定位。使用全站儀對主體結(jié)構(gòu)異形特征點進(jìn)行數(shù)據(jù)提??；通過幕墻外殼模型反算主體結(jié)構(gòu)輪廓線，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸復(fù)核，保證幕墻工程的后續(xù)施工以及幕墻與主體結(jié)構(gòu)。

（4）鉆石切面玻璃幕墻施工配合技術(shù)

玻璃幕墻外立面為波浪形，龍骨兩端坐標(biāo)位置，橫向、縱向均有偏差，運用犀牛模型得出，垂直的鋁合金立柱上端（本層頂）出軸線為2370mm；下端（本層底）的出軸線為2250mm，偏差為120mm，傾斜的鋁合金立柱上端和下端出軸線均為2520mm，偏移軸線為1000mm和1800mm，奇數(shù)層和偶數(shù)層交替偏移。玻璃幕墻外立面為波浪形，龍骨兩端坐標(biāo)位置，橫向、縱向均有偏差。運用犀牛模型得出，垂直的鋁合金立柱上端（本層頂）出軸線為2370mm；下端（本層底）的出軸線為2250mm，偏差為120mm，傾斜的鋁合金立柱上端和下端出軸線均為2520mm，偏移軸線為1000mm和1800mm，奇數(shù)層和偶數(shù)層交替偏移。

（5）鉆石切面玻璃幕墻材料提取技術(shù)

通過BIM三維建模技術(shù)，通過三維軟件提取材料計劃然后現(xiàn)場符合保證構(gòu)件精度，保證施工質(zhì)量。除異形材料外，在異形玻璃幕墻工程中還存在大量的復(fù)雜節(jié)點：豎龍骨與拋物線龍骨交接處、橫龍骨與拋物線龍骨交接處節(jié)點復(fù)雜，無法用常用方式量取數(shù)據(jù)進(jìn)行施工。通過建立復(fù)雜節(jié)點三維模型進(jìn)行分析，并通過三維模型進(jìn)行可視化技術(shù)交底保證了施工質(zhì)量。

（6）鉆石切面玻璃幕墻加工技術(shù)

異形幕墻鋁合金立柱型材加工，立柱兩側(cè)打孔位置與型材表面不垂直，橫梁與立柱接觸面切割斜角難以把控。應(yīng)對運用BIM模型為加工廠數(shù)控中心提供數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)鋁合金型材工廠化加工。

（7）鉆石切面玻璃幕墻質(zhì)量控制技術(shù)

異形玻璃幕墻工程中、異形玻璃幕墻龍骨種類多樣，節(jié)點復(fù)雜，施工困難。龍骨安裝重點在于明確龍骨安裝固定尺寸、明確龍骨安裝合格標(biāo)準(zhǔn)。

5 總結(jié)：BIM技術(shù)主要優(yōu)越性能

本工程通過運用BIM軟件建模分析，得出龍骨坐標(biāo)定位各項數(shù)據(jù)有效的指導(dǎo)現(xiàn)場放線施工，為加工廠數(shù)控中心提出詳細(xì)的加工數(shù)據(jù)，為多規(guī)格尺寸多角度玻璃加工出具了詳細(xì)加工圖。玻璃幕墻外立面分格整齊、準(zhǔn)確，輪廓線條清晰，大角順直；膠縫平滑、無污染，細(xì)部處理美觀，完美實現(xiàn)設(shè)計意圖。工程在施設(shè)計過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)復(fù)核調(diào)整、幕墻設(shè)計優(yōu)化、材料控制技術(shù)等技術(shù)，是建筑幕墻盡最大實現(xiàn)建筑意圖。通過對此幕墻分析，希望廣大設(shè)計人員能夠從中掌握要領(lǐng)。在文章論述中如有表達(dá)不妥之處，敬請各位同行和專家批評指正。

參考文獻(xiàn)

[1]《玻璃幕墻》GB/T21086—2007；

[2]《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJl02—2003；

[3]《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》DGJ08-56—2012；

[4]《環(huán)保節(jié)能型雙層玻璃幕墻》張芹，2005年5月；

[5]《新編建筑幕墻技術(shù)手冊》2003年11月第一版張芹主編；

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