江苏大剧院建设项目中的BIM技术应用成果

江苏大剧院的单体建筑主体结构均以地下室顶板作为整个主体结构的嵌固端，各单体均为框架-剪力墙结构体系，屋盖及外围结构采用大空间钢结构。在确认建筑造型BIM模型后，依据结构设计方案在BIM模型中构建结构中心线模型，为结构计算提供准确定位。首先分别完成屋盖和主体结构中心线定位模型，然后整合形成钢结构模型，见图6-7。钢结构模型以dwg形式导入专业结构计算软件中进行计算，综合计算结果确定最终钢结构设计方案，完成BIM钢结构模型。

江苏大剧院的复杂屋面形态带来了结构跨度大，结构单元超大、超长，支撑结构受力不均等结构设计难点，通过BIM构建的模型可以准确地反映结构空间布置和精准三维定位，为结构分析打下了扎实的基础。其结构分析流程如下：

(1)构建上部结构中心线所在曲面的BIM模型

上部结构中心线所在的曲面由建筑完成面偏移而来，偏移距离为建筑构造最小厚度与最大结构杆件管径之和，前者由建筑设计构造方式决定，后者需要由结构估算、试算确定。

(2)确定结构平面网格

图6-7　结构BIM模型

上部结构平面网格是指上部结构斜柱、内环梁、顶环梁、中环梁及钢筋混凝土大环梁在xOy平面上的投影。在建筑完成面基础上，依据给定的建筑轮廓，确定合理的结构单元尺寸和形式，利用参数化的手段依次绘制平面网格，并将其分层、分颜色。

(3)完成钢结构单线模型(www.xing528.com)

利用绘制好的结构平面网格投影到结构曲面模型上，形成上部钢结构空间模型，连同支撑结构单线模型，最终形成单体钢结构单线模型。

(4)结构试算

将钢结构单线模型导出为dwg格式，与PKPM导出的混凝土单线dwg文件进行整合，完成单线模型。用3D3S软件打开结构单线模型，分图层赋予结构杆件相应的材性、属性，按导荷载的方法在构件上施加恒、活、风荷载，施加地震力与温度作用，最后在柱底施加相应的约束，进行结构试算。

(5)结构验算

3D3S软件试算完成并初步判断模型正确后，可将模型导出为S2K文件，同时用SAP2000软件读入S2K文件，在SAP文件中重新施加地震质量源、地震荷载、温度荷载，将计算结果与3D3S软件结果进行对比，如果相符则完成结构验算，结构分析结果可作为下一步结构设计的依据。

(6)基于BIM的设计校核

在完成钢结构施工单位的深化设计模型后，为保证设计质量，把控最终的施工效果，需要对模型进行校核。将模型以3dm或者dwg格式整合导入Rhino软件中，通过软件自带功能检测各专业模型是否发生碰撞，确定发生碰撞的位置和碰撞的程度，并及时反馈给设计人员，同时进行BIM模型的修改。