BIM技术在贵安综合保税区服务大楼项目指导高大支模应用

郝学潮 曹 乐 方理刚 黄晓彬 王宇浩 亓男男

(1.建研科技股份有限公司，北京 100013；2.中交一公局北京建筑分公司，北京 100018)

BIM技术在贵安综合保税区服务大楼项目指导高大支模应用

郝学潮1曹 乐1方理刚1黄晓彬2王宇浩2亓男男2

(1.建研科技股份有限公司，北京 100013；2.中交一公局北京建筑分公司，北京 100018)

贵安综保区是贵州省第二个综保区，位于贵安新区马场产业发展区域,规划面积2.2 km2，围网面积2.1 km2，该项目为保税区中综合服务大楼，BIM技术以于项目开工阶段全面开展，BIM技术在综合服务大楼高大支模方面的应用，解决原有支模方案执行与展示方面遇到的问题，确保高大支模顺利安全准时地完成，为整个项目按时竣工助力。

BIM;高大支模;方案模拟;安全;动画展示

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.06

1 引言

BIM(Building Information Modeling)技术作为当今建筑业关注的焦点，为建筑行业的信息化、产业化、现代化提供了强有力的技术保障。BIM应用具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可展示性等特点，BIM技术是通过软件实现的，但软件应用并非BIM技术的全部，还需要其他施工领域的支持协作。

近年来，全国范围内建筑施工支撑体系坍塌事故频繁发生，严重威胁着施工人员的生命财产安全，也困扰着每一个施工单位，随着BIM技术的日益成熟，其在模型建立之后的展示预警功能被大家更加广泛地了解，正是考虑到BIM技术这项能力的重要性，将其与施工支撑体系的搭建有机地整合在一起，确保施工方案意图的准确表达，提前演示整个施工流程，预警方案中会发生的意外和缺陷，通过模拟确保整个支撑体系搭建过程顺利安全完成，保障施工人员的生命财产安全，缓解施工单位的压力，确保施工项目如期完工。

2 高大支模的施工方案

2.1 项目情况

贵安综合保税区建设项目一期工程位于贵安新区综合保税区内，综合服务大楼(图1)：建筑面积49 538.28m2，地上38 757.79m2，地下10 780.49m2，建筑高度53.6m。地上九层，地下一层，框架剪力墙结构。

综合服务大楼高支模主要为两个区域，分别是服务大厅上方位置(图2)和车道上方(图3)位置，分别为450m2和340m2，因为整体项目工期较为紧张，所以拟定高大支模工期为两层建筑完成时间，即13至14天，本工程高支模部分计划于2015年5月10日实施，并随着结构的施工流水插入搭设，计划到2015年6月20日完成全部高支模施工。

2.2 施工目标

确保高支模搭设、使用、拆除过程中施工安全，保质保量完成图纸设计的全部内容。高支模区域的梁截面以及跨度(表1)。

2.3 施工技术要求

必须严格按照安全技术规范和本方案要求进行搭设，如果局部与方案不符的地方，应按方案要求整改，然后重新组织相关单位验收。

2.4 施工质量要求

必须严格控制材料质量，使用合格材料，支撑系统构造要求严格按规范要求设置。

表1 支模区域信息

图1 综合服务大楼

图2 综合服务大厅位置

图3 车道顶部位置

2.5 技术保证条件

2.5.1 项目部成立安全生产小组，严格执行安全专项施工方案，加强对高大模板支撑体系搭设、混凝土浇筑以及模板拆除过程中的监督、管理，确保施工安全。

2.5.2 本工程所采用的材料、半成品均应满足规范和安全施工要求。2.5.3 对施工方案之中所采用各种规范、规程、标准、图纸和政府文件等必须为现行及最新的指导性文件。

2.5.4 本工程综合服务楼选用插槽式钢管脚手架作为支撑体系。

2.5.5加强技术交底和施工过程控制，严格执行由专家审核通过的施工方案。

2.5.6 特种作业人员必须持证上岗，进入施工现场必须正确佩戴安全防护用品。

3 高大支模BIM方案

根据方案的描述以及流程的整体过程，本BIM方案主要目的为展示支模所有细节，整合全部支模过程，提前预知过程难点位置，全过程演示高大支模全部方案。综上所述决定采用Autodesk Revit进行模型搭建，Autodesk 3DS max进行模型处理，Autodesk Maya进行动画合成，这种方案的优点在于三款软件共同采用Autodesk公司，模型在软件交换的过程中最大化地保留，避免在模型转换时细节的缺失。

3.1 结构模型的搭建

整个高大支模方案中采用插槽式钢管支撑体系和木模板体系，构件密集，数量大，两个主要区域在同一个模型中搭建对硬件要求太高，基于流畅性的考虑，决定将模型按区域分开，并且脚手架以及支模的细节部分也分开搭建，减少制作动画时的硬件要。下边以车道部分为例讲述。

车道部分两侧有6根已浇筑好的结构柱，最后高大支模浇筑完成应该包含16根混凝土框架梁和楼板(图4)。

建模的过程中需要遵循方案中涉及到的脚手架搭建规范，区域支模高度最高为11.88m，楼板厚度为120mm，立杆采用Φ48.3×3.6mm插槽式钢管(计算时采用Φ48×2.8mm钢管)，钢管的折减率为0.8。置于200mm宽40mm厚通长设置的硬杂木垫板上，纵距设置为0.7m，横距设置为0.7m，步距设置为1.5m，承重杆与立杆连接，底部200mm高处设双向扫地杆。竖向剪刀撑纵横全长高布置，所有剪刀撑必须顶到楼面或与施工好的主体结构拉结支顶牢固。设置四道水平剪刀撑，其中最底层及最顶层必须设置。每步架均与已施工完毕的砼结构拉结牢固。

本项目所用脚手架为插槽式脚手架，在进行满堂脚手架布置之前需要制作插槽式脚手架相对应的族库(包括插槽式横杆、竖杆、剪刀撑、支模用顶托、扣件等,如图5)。

图4 车道部分的结构模型

图5 族库样图

3.2 脚手架模型的搭建

按照规范进行脚手架的模型搭建。

3.2.1 铺设松木垫板

为保证脚手架稳固，每根立杆底部应设置底座或200mm宽40mm厚松木垫板(图6)。

图6 垫板铺设

3.2.2 根据横距纵距要求铺设立杆与横杆

立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度。

3.2.3 插接式方法搭建距地200mm扫地杆

脚手架必须设置纵，横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上不大于200mm处的立杆上(图7)。

图7 扫地杆的设置

3.2.4 脚手架与柱抱箍

搭建的脚手架应与以浇筑完成的混凝土结构柱进行抱箍，形成整体，增加架体刚度。钢管深入满堂架内部不得少于2m，并且与架体连接不得少于三个点。

3.2.5 搭建双向的剪刀撑

竖向剪刀撑构造：竖向剪刀撑延长接长用不少于2个旋转扣件联接，联接旋转扣件间距不小于500mm，钢管端部距最近联扣件大于100mm。竖向剪刀撑交叉点选择旋转扣件联接。竖向剪刀撑斜杆与立杆每个结点用旋转扣件联结。竖向剪刀撑转折点在同一根水平杆上用十字扣件联接。纵横竖向剪刀撑根据主次梁间距确定间距在6～10m。斜杆与地面的倾角为45～60℃。

水平剪刀撑构造：高支模脚手架设置多道水平剪刀撑。水平剪刀撑由底层至梁底分层呈“◇◇”字形水平连续布置，其杆件只与立杆使用十字扣件相联接。水平剪刀撑必须与已先浇柱相联接。扫地杆层和框架主梁底层必须安装水平剪刀撑。水平剪刀撑宽度4～8m，间距6～10m。

3.3 支模部分的搭建

3.3.1 顶托的放置

在脚手架顶端放置用来调节高度的顶托。

3.3.2 布置梁底主龙骨

3.3.3 板底主龙骨

本项目板底主龙骨采用的100×100mm木枋作为板底主龙骨。模型搭建采用矩形模型附加木质材质。

3.3.4 搭建次龙骨铺设模板

次龙骨采用50×100mm木枋，铺设15mm厚多层胶合板，梁两侧用M14对拉螺栓进行固定。

3.3.5 完成模具的搭建，进行安全检查

完成所有的脚手架以及模具部分的搭建(图9)，进行安全检查，确保在浇筑混凝土的过程中达到使用的要求。

3.3.6 梁板钢筋安装，进行浇筑。

到此完成了相关模型的搭建工作。

图8 梁底主龙骨放置

图9 整体模板完成

3.4 演示动画的制作

采用Autodesk Revit完成所需模型的搭建，将模型导入到Autodesk 3DS Max中进行调整与渲染，整理模型细节设置动画单元，添加各部件材质使每个构件能够真实显示，为Autodesk Maya制作动画做准备。

将Autodesk 3DS Max中整理好的模型导出由Autodesk Maya完成全部流程的动画展示，导出视频文件，用来更直观的表达整个高大支模的过程，以及过程中应注意的细节，指导施工更加得直接具体，避免施工过程中的盲目操作造成的返工，节省时间，为整个项目的竣工做好时间基础。

4 总结

本文主要介绍BIM技术在贵安综合保税区服务大楼项目高大支模应用方面的模拟及演示，该应用主要作用体现为确定施工流程，检查细节部位搭建工作，提供施工指导展示，提前注意高大支模要点，确保方案的顺利实施。为整个项目提高工作效率，按期完工奠定了基础，同时BIM技术在本项目其他方面应用也以全面展开。

[1]顾琰. 扣件式钢管脚手架高支模系统的设计与施工[J].建筑施工,2008,07:562-564.

[2]张建平． BIM 技术研究与应用[J]． 施工技术，2011 (1) : 15-18．

[3]戚积岩.高支模施工在某建筑中的应用 .黑龙江科技信息.2011, 25:283-283.

[4]何关培.BIM技术应用丛书[M].建筑工业.2011.

[5]黄锰钢, 王鹏翊. BIM在施工总承包项目管理中的应用价值探索[J]. 土木建筑工程信息技术, 2013, 5 (5): 88-91.

BIM Technology Applied in Gui’an Comprehensive Bonded Zone to Guide Large Formwork

Hao Xuechao1， Cao Le1， Fang Ligang1, Huang Xiaobin2, Wang Yuhao2, Qi Nannan

Gui’an bonded area in Guizhou province is the second integrated free trade zone. The planning area is 2.2 km2, with an seine area of 2.1 km2. This project is a comprehensive service building in the free trade zone. BIM technology was carried out when the project started. This paper mainly introduces the application of BIM technology in the high support of the composite service building to solve the problems encountered in the implementation and demonstration of the original support scheme and to ensure the smooth,safe and punctual completion of the tall formwork for the entire project.

BIM; High Large Formwork; Program Simulation; Safety; Animation Display

郝学潮(1989-)，男，工程师。主要研究方向：BIM技术在施工方面的应用。

TU17；TU398+.2

A

1674-7461(2015)05-0035-04