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BIM技术辅助复杂曲面超大GRC幕墙施工工法
1前言
现阶段国内的幕墙设计仍是以AutoCAD二维平面设计方法为主,面对建筑艺术性要求的不断提高,二维平面设计面临效率低下、质量不达标、工期不满足等多重困难。
柳东文化广场项目以“蝶?舞”为设计构思,整体展现了百花齐放、蝶舞翩翩的建筑造型。GRC造型复杂多变,设计要求高,施工质量要求严格,且工期要求非常紧张,传统的二维平面设计方法已不能满足本项目设计施工的要求。中建东方装饰有限公司通过专项课题研究,利用三维扫描技术复核现场,采用BIM技术建模、材料快速下单、批量生成施工图纸,利用全站仪定位安装GRC基层龙骨及面板,既满足了设计复杂的造型要求,又缩短工期,提高工效,装饰效果得到了业主的认可,本项目成功举办了中建装饰集团一季度生产暨观摩会,得到了领导与集团装饰单位的认可,提高公司在异形幕墙项目建设中的影响力,在公司后续异形幕墙项目中也将进行相关推广应用。
2工法特点
通过现场三维扫描现场结构及幕墙构件,有效的缩短了复核现场的时间,极大增加了
复核的准确性;
通过BIM建模、材料快速下单、批量导出施工图纸,相对于传统方式,缩短了下单周
期,提高了下单的准确性,同时极大节约施工图纸的出图时间;
通过BIM模型导出准确施工定位坐标,使用全站仪精准定位,确保GRC板安装位置准
确,造型流畅;
使用EBIM平台整个各专业模型,进行二维码物料跟踪、现场问题实施反馈,极大提
高了现场问题处理效率;
汽车吊与塔吊配合,解决了超大GRC板块吊装的“翻身”的问题,避免超大板块吊装
过程中破坏板边、板角。
3适用范围
本工法适用于大体量异形曲面外幕墙,特别是超大板块曲面GRC幕墙的施工。
4工艺原理
现场三维扫描
三维激光扫描仪是光电结合的快速测量仪器,仪器通过发射激光和接收发射回来的激光,形成点云文件,本项目使用的仪器型号为FAROX130,每秒生成976000个点。
三维激光扫描仪快速测量现场结构施工尺寸,在Rhino软件中实施剖切点云及逆向生成几何图形,快速复核现场施工偏差,形成相应的校核报告,准确的还原现场实际尺寸,更好的指导现场施工。
BIM建模
Rhino是一款超强的三维建模软件,是一款高精度、高效率的BIM软件。Grasshopper是基于Rhino软件平台开发的参数化建模软件,具有模块化编程、参数化、超强数据处理能力的特点。本项目的BIM建模主要基于这两款软件进行参数快速搭建,包括龙骨、主要连接构件、面板等,精细的幕墙模型将可以作为后期的下单和出图的依据。
快速下单及批量出图
图4.2-1幕墙整体模型
基于精细化的模型,通过Grasshopper编程的手段从模型导出数据表格及生成图纸与标注,稍微按照下单规范整理数据和图纸后即可实现快速下单及交付现场施工。
现场智慧管理
EBIM是一个BIM平台,将各专业的模型整合到平台中,实现模型轻量化、多平台查看模型、全人员使用BIM模型、二维码物料追踪、现场施工问题及时反馈和跟踪等功能。
超大GRC板块吊装
吊装方法
本项目最大板块达到30m2,宽度3m,高度10m,GRC面板30kg/m2,背负钢架经过受力计算最大达到50kg/m2,故最大GRC板块每平方重量达到80kg,整体重量约2.5t,最大吊装高度40m。
在吊装过程中为了减少对板材边角的破坏,采用吊车的吊钩在板材正上方绑扎,塔吊吊钩从板块侧面绑扎,用吊车垂直吊起板材,在距离地面一定距离后,塔吊从侧面起吊,提升到一定高度后,板块垂直于空中,即可平行移动安装,成功完成“大块头的空中翻身”。
吊装设备性能参数
现场STT293塔吊最大起重量为18t,满足吊装要求。
本项目安装超大板块时工作半径在约10m,30t汽车吊最大起重为3.8t,满足吊装要求。
施工工艺流程及操作要点
工艺流程
二维码物料追踪
二维码物料追踪
碰撞检查
空间分析
模型上传
EBIM平台
现场施工问题快
速沟通与反馈
材料下单
施工图纸
三维扫描
BIM建模
图5.1-1BIM工作流程
GRC板块安装
GRC板块安装
用支座安装
保温、防
水层安装
外墙GRC
板安装
表面修补清理
喷涂氟碳漆
注胶
清理交验
保温防水层
檩条安装
埋件清理
主龙骨安装
图5.1-2GRC安装工艺流程图
施工工艺
三维扫描
项目在深化设计前开展三维激光扫描工作,快速获取现场结构施工尺寸,对比理论模
型,校核前期施工误差,作为深化设计基准。
项目施工过程中,对重要幕墙构件(龙骨、面板)进行三维扫描,快速校核施工偏差,
不满足施工偏差的部分,及时反馈整改,保证整个项目的施工质量。
BIM建模
设计和深化阶段,主要使用Rhino及Grasshopper快速搭建幕墙精细化
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