现浇混凝土结构工程的深化设计及后续相关工作,如图4-24所示。
图4-24 钢筋混凝土深化组织构架图
1.基于BIM的钢筋工程深化设计
钢筋工程是钢筋混凝土结构施工工程中的一个关键环节,它是整个建筑工程中工程量计算的重点与难点。据统计,钢筋工程的计算量占总工程量的50%~60%,其中计算所用的时间约占50%左右。
由于结构的形态日趋复杂,越来越多的工程钢筋节点处非常密集,施工有比较大的难度,同时不少设计采用型钢混凝土的结构形式,在本已密集的钢筋工程中加入了尺寸比较大的型钢,带来了新的矛盾。通常表现如下:
1)型钢与箍筋之间的矛盾,大量的箍筋需要在型钢上留孔或焊接。
2)型钢柱与混凝土梁接头部位钢筋的连接形式较为复杂,需要通过焊接、架设牛腿或者贯通等方式来完成连接。
3)多个构件相交之处钢筋较为密集,多层钢筋重叠,钢筋本身的标高控制及施工有着很大的难度。
采用BIM技术不能完全解决以上的矛盾,但是可以给施工单位一种很好的手段来与设计方进行交流,同时利用三维模型的直观性可以很好地模拟施工的工序,避免因为施工过程中的操作失误导致钢筋无法放置。
如图4-25所示案例,某工程采用劲性结构,其中箍筋为六肢箍,多穿型钢,且间距较小,施工难度较大,施工方采用Tekla软件将钢筋及其中的型钢构件模型建立出来,并标注详细的尺寸,以此为沟通工具与设计方沟通,取得了良好的效果。
2.钢筋的数字化加工
对于复杂的现浇混凝土结构,除了由模板定位保证其几何形状的正确以外,内部钢筋的绑扎和定位也是一项很大的挑战。
对于三维空间曲面的结构,传统方式的钢筋加工机器已经无法生产出来,也无法用常规的二维图将其表示出来。必须采用BIM软件将三维钢筋模型建立出来,同时以合适的格式传递给相关的三维钢筋弯折机器(见图4-26),以顺利完成钢筋的加工。
图4-25 复杂节点钢筋效果表现图(www.xing528.com)
图4-26 钢筋弯折机外形图
3.国外钢筋工程BIM深化成功案例
图4-27 某大桥钢筋BIM模型的构件图
某国外大桥工程,有着复杂的锚缆结构,锚缆相当沉重,而且需要在混凝土浇捣前作为支撑,大量的钢筋放置在每个锚缆的旁边,如何确保锚缆和钢筋位置的正确并保证混凝土的顺利浇捣成为技术难点。BIM技术的使用很好地解决了这些问题,如图4-27所示。
同时,桥梁钢筋的建模要比想象的困难许多,这种斜拉桥具有高密度的钢筋和复杂的桥面与桥墩形状,使建模比一般的单纯的结构更加困难与费时。在普通的钢筋混凝土结构中,常规的梁柱墙板等建筑构件都有充分的形状标准,可以用参数化的构件钢筋详图和配筋图加速建模的速度,桥梁元件则因为其曲率及独特的几何结构,需要自定化建模。
施工总承包方使用Tekla Structures的ASCII、Excel和其他资料格式提供钢筋材料的数量计算。
对于桥梁ASCII报表资料,其被格式化成可以直接和自动导入到供应商的钢筋制造软件中,内含所有的弯曲和切割资料。软件在工厂生产时驱动NC机器,格式化是在软件商和承包商共同支撑之下完成的,也避免了很多人为作业的潜在错误,如图4-28所示。
图4-28 钢筋预算软件相关界面图
钢筋生产及数字化加工操作流程如图4-29所示。
图4-29 钢筋生产及数字化加工流程图
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