BIM技术在广东(潭州)国际会展中心二期金属屋面工程中的应用研究

周肖飞 张世豪

摘要：双曲面屋面对于常规的深化设计、下料和施工来说一直是重难点。随着BIM技术的不断发展和应用，这一问题逐渐得到解决。文章以广东（潭州）国际会展中心二期金属屋面工程双曲面屋面为研究对象进行深入分析BIM技术对于双曲面结构的深化设计、下料和施工中的应用。

关键词：双曲面;屋面;BIM技术;三维扫描

随着BIM技术的不断成熟，推动了建筑行业进入了一个快速发展的时代，无论是设计阶段还是施工阶段都对这种新技术大量的引用，正因为这种参数化设计的引入，让更多造型复杂、巧夺天工的建筑成为可能。本文将以广东（潭州）国际会展中心二期金属屋面工程为例，剖析BIM技术对于设计和施工的应用。

1工程概况

本工程位于广东省佛山市北浯镇上僚片区，南临荷岳路，东临会展东路，西临会展中路，与一期南北相望，是顺德会展城的核心区域。主要由6#、7#、8#、9#、10#五个展馆、中庭及登陆厅、能源中心及仓库组成，展馆部分一层，局部四层;中庭部分一层，局部四层。登录厅及中庭连廊（下文统称为中庭）整体南北长度376.1m、东西跨度81.8m、结构最大标高33m，中庭屋面为异形曲面造型。

2专业工程特点及难点

2.1工程体量大

7#、9#、10#展厅及连廊屋面面积一共3万多平方米，造型全部是单曲面，加工周期仅为两个月，材料采购及加工周期短，屋面造型复杂，材料繁多，采购时间紧;屋面面板、镀铝锌压型钢板和铝镁锰压型底板为薄板，易变形，尤其在设计起拱要求下，对构件的制作精度和运输要求较高。

2.2出图时间紧

本工程屋面结构复杂、工期紧迫，设计图与深化设计同步进行，过程中设计图修改多，深化设计工作重复深化，难以进行全面深化，深化设计进度缓慢，对制作厂构件加工进度存在较大影响。此外，收到设计图后，节点需进行工艺评审，坐标的导人建模及坐标的导出作业量大耗时较长。

2.3施工难度大

由于中庭金属屋面为双曲面造型，工人在屋面进行作业时难以站立，安全系数比较高。屋面龙骨密集，单体檩条较重，需要逐根吊装，施工难度大。由于檩条规格不一样，数量较多，现场安装定位和焊接难度大。

2.4材料加工周期长

中庭屋面造型为异形曲面，有将近一半的主檩条需要进行拉弯处理，基本上每条檩条的拉完半径都不一样，设计下料难度大，弯弧厂家需要调整的模具较多，加工时间太长，加工工艺要求高。

3BIM技术具体应用

3.1校验深化设计图纸

基于建筑结构及屋面专业的设计文件，理解屋面专业设计意图，合理优化屋面节点及连接关系，完成本项目所有屋面节点。根据二维CAD图纸建立三维rhino模型，检验图纸中存在的错误，提前预知施工过程中遇到的问题，在施工前期提出问题最优的解决方案。遇到设计表达不明确或有遗漏的，完善屋面专业系统设计，向设计单位提出调整建议并把最终设计解决方案反映到深化设计专业图纸中。

3.2细部复杂节点的可视化设计

对于一些复杂节点，传统的二维图纸难以窥其全貌。这对施工交底造成了一些挑战，而随着BIM技术的发展，可以在移动端通过APP对处理过的二维图纸进行扫描，从而在屏幕上就可以生成复杂节点的三维模型，通过旋转屏幕下方的二维图纸可以实现复杂节点的360°全景效果的查看，这样更能直观的理解各个構建的搭接关系，从而与现场设计做好施工交底。

3.3建立屋面BIM模型

在复核过的钢结构模型上搭建屋面BIM模型，完成包括檩托、主檩条、穿孔底板、吸音棉、镀铝锌压型钢板、保温岩棉、Z型檩条、TPO、铝单板在内的所有模型。

模型能很好用于下料、成本估算以及施工协调包括碰撞检查、施工进度计划以及可视化交底等。

3.4BIM下料和指导施工

把CAD图纸导人rhino建立屋面模型，运用grasshopper插件对需要拉弯的每根主檩条进行编号、计算出弧长和半径并导出Excel表格。经过后期整理出每根檩条需要用到的套材尺寸，把尺寸归类后进行下料。

由于中庭造型为双曲，主檩条半径规格比较多，按照原尺寸加工周期长，会严重影响现场施工进度。所以运用grasshopper插件把半径相近的檩条拟合成同一半径，从而缩短加工周期，提高屋面工程进度。

把主檩条编号和弧长导出CAD图纸，每个檩条编号和材料一一对应，从而避免现场错误安装，起到了指导施工的作用。

4结束语

通过BIM技术在广东（潭州）国际会展中心二期金属屋面工程中的应用，让我们看到了BIM行业的美好前景。无论是在深化设计阶段、现场测量方面、模型建立方面，还是在后期施工方面，BIM技术都有着举足轻重的作用。它不仅能够优化设计方案，对现场进行精确定位，缩小施工误差，统计工程量，还对技术交底有着深远的影响。随着BIM技术的不断发展，会给建筑行业带来更加深入的变革。