BIM技术在复杂钢混节点优化中的应用研究*

2021-11-24夏兆阳王文渊乔稳超徐绍源

施工技术(中英文) 2021年18期

夏兆阳，李元，王文渊，乔稳超，徐绍源

(中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

0 引言

随着项目管理水平的不断提升，工程施工资源配置、优化需求不断提高，采用BIM技术辅助施工成为重要的创效手段。施工前采用BIM技术进行深化设计，应用BIM技术对施工的不同阶段、各专业和工序，尤其是复杂节点进行施工模拟。将发现的问题进行分析研究、优化，并利用优化后的成果进行三维可视化交底，降低施工难度的同时节约项目协调沟通时间成本，切实为项目创造效益。

1 工程概况

春之眼商业中心建设项目位于昆明市中央核心区域，占地面积约4万m2，总建筑面积约60万m2，由2栋超高层建筑与高端商业中心组成。项目裙房地下室设有5层，为钢筋混凝土框架结构；裙房地上9层，为钢框架+支撑结构。

主塔楼共77层，高407m，结构形式为钢骨核心筒+巨柱外框架体系，核心筒由劲性钢柱、连梁及钢板剪力墙组成，外框架由巨柱、钢管柱、钢梁、伸臂桁架及斜撑组成，并设置黏滞阻尼器和屈曲约束支撑，满足9度抗震构造措施要求。副塔楼共71层，高308m，结构形式为钢框架+支撑筒体结构，核心筒由56根箱形柱、斜撑及钢梁组成，钢框架由圆管柱及钢梁组成。

2 BIM技术应用目标

应用BIM技术建立三维模型，检查复杂钢混节点的钢筋碰撞问题。通过对复杂节点深化，对钢筋进行合理排布，提前解决问题，提高现场安装效率，达到降本增效的目的。

3 BIM技术在复杂钢混节点优化中的应用

3.1 钢板剪力墙钢筋节点

1)暗柱封闭箍筋连接节点优化

利用Revit软件建立钢板剪力墙模型，模型中显示钢板墙的封闭箍过长，且箍筋与钢板碰撞，无法直接闭合安装。经设计同意后，在钢板墙相应位置留设搭筋板，将圈箍优化为U形分段箍，如图1所示。箍筋与搭筋板焊接，使箍筋与钢板墙形成有效连接。

图1 暗柱封闭箍筋连接节点优化

2)单肢箍连接节点优化

钢板墙BIM模型中单肢箍与剪力墙无法有效连接，需要采用焊接或者接驳器连接，施工工序繁琐，施工成本较高。为简化单肢箍安装工序、降低施工成本，应用BIM技术将单肢箍连接形式优化成勾筋板连接，如图2所示。在钢板墙上留设竖向间断式搭筋板，并将架立筋焊接于搭筋板上，单肢箍直接与架立筋勾拉连接，使得单肢箍安装效率极大提高。

图2 单肢箍与钢板墙连接节点优化

3)连梁钢筋与钢骨柱碰撞节点优化

钢骨连梁与钢骨柱钢筋碰撞时，钢骨柱阻碍了梁纵向钢筋的连通。为保证梁纵向钢筋有效连接，在钢骨柱两端分别留设接驳器或搭筋板，如图3所示。

图3 连梁钢筋与钢骨梁碰撞节点优化

4)柱钢筋与连梁钢骨碰撞节点优化

柱钢筋与连梁钢骨碰撞时，钢骨梁阻碍了柱筋纵向钢筋的连通，为适应安装顺序，保证柱筋有效连接，钢骨柱顶增设搭筋板，柱底增设接驳器。

图4 柱钢筋与连梁钢骨碰撞节点优化

3.2 环梁钢筋节点优化

根据CAD图进行三维建模，通过模型直观地将节点处钢筋排布存在的问题展现出来，并通过BIM技术进行优化处理。优化后的模型如图5所示。

图5 优化后环梁节点模型

1)环梁钢筋与锚栓碰撞处理

环梁主筋、腹筋、箍筋均与CFT柱栓钉产生碰撞，需要对钢筋重新排布，有效避开栓钉。传统的二维排布不能直观表达清楚，项目利用BIM技术在模型中直接对钢筋重新排布，根据相关规范制定钢筋排布原则，在保证钢筋间距、数量的前提下，合理确定钢筋位置，提前解决钢筋与栓钉的碰撞问题。

2)环梁钢筋的优化放样

环梁节点主要由CFT柱、环梁、矩形梁3个分项组成。其中环梁施工难度最大，环梁主筋为φ25有9种大小，腹筋φ16有2种大小。由于CFT柱加工时分段为2层一截，柱表面焊有10cm长的栓钉。若环梁钢筋从CFT柱顶套下，会受到大量栓钉的影响，施工难度大，操作性不强。为保证施工质量及进度，技术人员提出将环梁主筋优化为2个半圆形，安装完成后采用单面焊进行焊接。经多次协商调整，此方案得到设计认可，能达到设计要求。

在环梁施工前应用BIM技术进行钢筋放样，根据钢筋排布规则计算出每根主筋直径、周长、弯曲弧度及焊接长度，并逐根放样，如图6所示，方便现场加工。