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杭州?中國(guó)港口博物館及國(guó)家水下文化遺產(chǎn)保護(hù)杭州基地項(xiàng)目由工程院院士程泰寧大師構(gòu)思，中聯(lián)?程泰寧建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)?？偨ㄖ?0987m2，建筑最大高度58m。按功能分有A、B、C、D四個(gè)區(qū)，其中 A、B區(qū)造型就像一大一小兩只海螺，C區(qū)造型儼然一只小烏龜，A、B、C三個(gè)區(qū)通過(guò)D區(qū)聯(lián)接成一個(gè)整體，它們?cè)诠δ苌霞认嗷オ?dú)立又相互銜接，結(jié)構(gòu)以上既各具特征又渾然一體。其整體建筑外形就像沙灘上兩只海螺旁邊趴著一只小小的烏龜，屬于典型的仿生建筑。
由于形狀復(fù)雜，該建筑物外形輪廓由2296個(gè)特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)來(lái)控制，很多曲線不能用圓或其它曲線方程來(lái)表示。讓相鄰三點(diǎn)共弧，才能使設(shè)計(jì)要表達(dá)的造型更加圓潤(rùn)，更貼近設(shè)計(jì)意圖。所以本項(xiàng)目如果沒(méi)有BIM技術(shù)，很難完成設(shè)計(jì)。
本建筑物下部結(jié)構(gòu)用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)筑海螺體部分，外殼輪廓為型鋼混凝土弧形柱加弧形鋼管網(wǎng)格支撐。建筑物上部風(fēng)帆結(jié)構(gòu)由異型豎向鋼管桁架和水平鋼管桁架組成螺尾。三個(gè)穹頂由弧形鋼管柱、環(huán)向鋼管支撐和頂部箱型圓盤部件組成。
本項(xiàng)目是非常復(fù)雜的形體建筑，建筑師、機(jī)電安裝、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等各方協(xié)調(diào)難度非常大，如果按照傳統(tǒng)的方式，很難完成項(xiàng)目建造。只有通過(guò)BIM系統(tǒng)來(lái)幫助項(xiàng)目人員做出有效的管理計(jì)劃，才能科學(xué)的進(jìn)行管理。
通過(guò)模型三維體的演示可以對(duì)工程的進(jìn)度和完成情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，所以項(xiàng)目部要求所有的分包專業(yè)以及設(shè)備供應(yīng)商，必須在BIM的平臺(tái)上進(jìn)行交流。
應(yīng)用BIM技術(shù)，解決了很多問(wèn)題，例如鋼結(jié)構(gòu)整體模型中加入原設(shè)計(jì)的混凝土模型，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者有很多矛盾，主要有以下幾類情況：
1）鋼結(jié)構(gòu)柱腳與混凝土地梁碰撞，造成地梁鋼筋無(wú)法通過(guò)。解決辦法是將柱腳提高到地梁上面，并將弧形鋼柱在柱腳處增加一個(gè)直段，以保持型鋼柱的混凝土部分在地上仍為原設(shè)計(jì)形狀。
（2）鋼結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件與混凝土水平構(gòu)件相碰的情況在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)向純鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的位置大量出現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)外殼上的環(huán)向圓鋼管構(gòu)件與混凝土樓面邊緣環(huán)梁或者混凝土環(huán)梁出現(xiàn)疊合現(xiàn)象；在樓面上不同結(jié)構(gòu)形式之間交界處，鋼結(jié)構(gòu)環(huán)梁與混凝土環(huán)梁相碰。
如果這些構(gòu)件按鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)獨(dú)立系統(tǒng)先行施工，后面與混凝土結(jié)構(gòu)的矛盾處進(jìn)行修改所浪費(fèi)的原材料、人工費(fèi)就要數(shù)萬(wàn)元，如果再加上工期拖延而造成的塔吊租賃費(fèi)用和周轉(zhuǎn)材料費(fèi)用的增加，最起碼要增加十幾萬(wàn)元的費(fèi)用。而在弧形鋼骨柱與網(wǎng)格狀鋼管支撐、鋼骨柱的200多個(gè)連接節(jié)點(diǎn)上，修改前因?yàn)楣軓讲灰?，形式不同，模板制作和鋼筋處理非常困難，模板制作、節(jié)點(diǎn)處鋼筋都要逐一放樣加工，鋼管在節(jié)點(diǎn)處要開(kāi)設(shè)灌漿孔并在與混凝土柱外側(cè)面相交處設(shè)置混凝土隔板，同時(shí)增設(shè)鋼筋連接板或者鋼筋連接器，這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理所需花費(fèi)的直接成本將超過(guò)2000元，200多個(gè)節(jié)點(diǎn)要增加40多萬(wàn)的直接費(fèi)用。
3）鋼結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件與混凝土水平構(gòu)件同時(shí)存在：
鋼結(jié)構(gòu)箱型梁隔斷了混凝土樓板，造成樓板無(wú)法施工。將鋼結(jié)構(gòu)整體模型與建筑模型合并后，經(jīng)水平切片，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)整體輪廓個(gè)別部位突出到建筑模型之外，個(gè)別門窗位置有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件阻擋，切片后發(fā)現(xiàn)桁架豎向腹桿和斜腹桿正在門洞位置。
在建模過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和多余桿件，總計(jì)超過(guò)150多噸，僅這些構(gòu)件的直接成本就超過(guò)200萬(wàn)。另外通過(guò)BIM模型對(duì)原材料作自動(dòng)套料，節(jié)約原材料100多噸，直接材料成本50萬(wàn)；在材料采購(gòu)中根據(jù)價(jià)格波動(dòng)制定的分批采購(gòu)方案，節(jié)約資金成本50萬(wàn)。如果因圖紙錯(cuò)誤而發(fā)生的其他專業(yè)的變更和工期延誤，造成的損失很難估量。
該圖是一個(gè)三維剖視圖，圖中紅色為砼梁，青色為鋼結(jié)構(gòu)梁。有鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)梁與徑向梁也同時(shí)存在砼的環(huán)梁和徑向梁，鋼結(jié)構(gòu)與土建相沖突。
該圖的高亮區(qū)表示的是鋼結(jié)構(gòu)的箱型環(huán)梁與砼結(jié)構(gòu)的環(huán)向梁出現(xiàn)在同一位置的情況。
4)在幕墻工程應(yīng)用中
幕墻工程中僅鈦金板就有1.9萬(wàn)平米，由15000多塊鈦金板拼裝而成，價(jià)值9900萬(wàn)元。如此復(fù)雜的外輪廓形式，如果沒(méi)有BIM系統(tǒng)提前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，僅幕墻支座一項(xiàng)，模具開(kāi)發(fā)就要多花費(fèi)十幾萬(wàn)，而現(xiàn)場(chǎng)為保證板件合縫嚴(yán)密需要對(duì)每個(gè)支座的坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，這樣的工作量至少需要花費(fèi)幾十萬(wàn)人工成本，甚至有些部位的坐標(biāo)是難以測(cè)量的，工期也要拖延3個(gè)月以上。由此而增加的塔吊租賃費(fèi)用將超過(guò)40萬(wàn)，材料周轉(zhuǎn)、管理成本增加甚至工期延誤罰款等費(fèi)用更是難以估計(jì)。如果因測(cè)量誤差導(dǎo)致某些板塊報(bào)廢的話，每塊板件的費(fèi)用接近5000元
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