中国BIM 首页 BIM资料方案 查看内容

BIM技术打造最高具象仿真建筑—“世纪灯王”

2019-1-4 21:41| 查看: 111| 评论: 0|来自: 广东省建筑设计研究院

  广东省建筑设计研究院一直以来都在各专业领域内保持着较高的设计水平,尤其在以下几方面更具特色:第一,在大型与大跨度的钢结构体系、超高层的结构体系、平行结构体系、结构抗震技术方面,有着大量的研究成果和实践经验;第二,在超高层的建筑设计方面,无论是建筑的功能合成、节能、外围护的结构技术、消防、抗震及未来发展方面都进行了很大量的探索研究,并且拥有大量的工程实践经验;第三,在建筑的智能化领域,广东省建筑设计研究院也有独特的研究;第四,在推进节能环保方面,相关技术也在不断创新,尤其是在城市供排水、城市垃圾特色方面;第五,在计算机和软件研发方面也有显著成果,广东省建筑设计研究院主导研发的广厦通用分析与结构设计软件达到了国内先进水平,并得到了广泛的应用。
  基于在设计行业的技术优势,广东省建筑设计研究院在项目上不断拓展与实践,完成了一个又一个大型或具有代表性的项目,而中山古镇灯都商厦项目就是其中一个典型的范例。中山古镇灯都商厦项目座落在中山市古镇镇,是世界最高的具象仿真建筑“世纪灯王”。灯王高331.8米,地上67层,地下3层,总建筑面积12.7万平方米。地面基座直径为128.6米,灯壶直径77.6米,灯筒直径23米。商厦包含商贸、展览、酒店、餐饮等多项功能。
  中山古镇灯都商厦项目造型复杂,尤其是结构、内部空间复杂,如果采用传统的设计流程很容易发生错漏碰缺的情况。项目中还存在空间定位不准确的情况,尤其是结构的构件,有些很难在二维图纸上反映。另外,业主希望可以提前查看项目完成之后的效果情况,主要是希望通过玻璃幕墙看内部结构部件是否零乱。基于以上几方面因素,院领导与项目负责人最后决定采用基于BIM技术的Revit软件进行辅助设计。

  快速建模效果
  在广东省建筑设计研究院BIM小组介入的时候,原来设计的土建施工图已经完成,因此BIM模型是直接按照施工图进行建模,建模的主要流程是:将结构专业的PKPM计算模型转换为Etabs模型,然后在Etabs里面将各种梁、柱、斜撑等构件的数据导出,将这些数据整理成Excel表格,再通过Revit Structure的“基于Excel生成构件”插件,将数据再生为结构构件,完成建模。整个流程如下图所示。

  下图从左到右分别为PKPM模型、Etabs模型、Revit模型,由于是构件的数据流在不同的软件之间转换,因此其准确度是非常高的。

  本项目的构件数据库如下图所示。

结构构件的Access数据表
  本项目中主要应用的 “基于Excel生成构件”插件来自Revit Structure的速博扩展包,如下图所示。

基于Excel生成模型插件
  本插件目前可转换楼层、梁、柱、墙体、基础等构件,需要固定的Excel表格式,如下图所示。

数据转换为Excel表格
  从上表可看出,在转换之前,需要将各种梁、柱等构件的截面类型全部先定义好并设好尺寸,插件才能顺利转换,这是最耗费时间的一个步骤。据广东省建筑设计研究院BIM小组组长、技术主管杨远丰介绍,这个添加族类型的过程当时是手动添加的,因为梁、柱等构件的截面种类非常繁多,大概需要两、三个小时来添加族类型。后来,他们利用Revit API接口做了一个简单的插件,只需要几分钟就可以把所有截面类型添加到族里面并设好尺寸。

按截面添加族类型
  由于数据量较大,为了缩短运算时间,广东省建筑设计研究院的操作方式是用两台电脑分别导入梁和柱的数据,再将梁和柱的数据连在一起。一万多梁、柱构件的庞然大物经过计算机几个小时的工作,就完成了精确的结构模型。前后数据整理、转换、建模的时间加起来只用了8小时,速度之快让人不可思议,这可以说是建模方法的一次大的飞跃

结构框架局部
  但这个模型还不是整体结构模型,还有两方面的问题需要手动操作:一是弧形梁,由于Etabs对弧形构件需要进行细分,因此每层的弧形圈梁需要手动整理;二是每层的结构板需手动添加。但总体来说,相对于传统方式,即一根根梁、一根根柱来建模,自动建模的流程使效率得到了显著的提高。

添加幕墙
  完成最关键的结构骨架部分后,再加入内墙、幕墙,以完成整个模型。在建模过程中,一旦发现专业上的错漏、冲突就会反馈给设计人员,由设计人员进行修改后再由工程师修正模型,最终模型建立完毕,设计图纸也相应修改完毕。在建好模型之后,再导入到Autodesk 3ds Max里面进行渲染,渲染效果与施工图是非常吻合的,如每一处幕墙的分格,每一根结构的斜撑,都如实地反映了建成后的真实面貌。
  通过运用BIM的方式完成建模工作的优势非常显著。一方面,BIM模型的建立过程就相当于一个三维的校审过程,也是一个虚拟建造的过程,它能够将许多以往要到施工现场才能发现的问题提前发现,减少了专业之间的冲突,提高了设计的质量,也减少了日后施工过程中的返工、变更,从而节省了造价、缩短了工期。另一方面,BIM模型以非常直观的三维方式展现设计,帮助设计人员把握造型与空间,一旦出现不合适的情况,直接调整参数就可以马上看到效果,同时也可以帮助施工人员直观地理解设计意图。在灯王项目中,BIM的应用真实地反映了工程的面貌,对业主和施工方来说,直观、形象的效果图给双方带来了极大的便利。
  作为数字化方法最大的变革,BIM理念是从三维切入,将模型和信息整合在一起,它的出现和应用从根本上改变了建筑设计的方法和理念,也改善了原来的各个设计环节、各个专业之间信息丢失、脱节、孤立的状况。另外,BIM提供了很多超乎想象的手段。如在方案设计环节,使用基于BIM的Revit系列软件可以使方案设计具有更多的可能性,更便于快捷地进行调整,同时对方案的评估和优化也更加精确、量化,施工图的准确度、完成度、可控制度、效率也都可以得到显著的提高。总之,在设计的各个阶段,BIM技术都能够充分发挥作用。
  据了解,广东省建筑设计研究院BIM小组组长、技术主管杨远丰对Revit进行了二次开发的研究。他介绍,Revit软件的API接口非常友好,可在此基础上开发一些适合需要的功能插件。例如,广东省建筑设计研究院不断针对各种构件的建模编写了多个插件,像梁、柱,以及风管、管道等,通过直接读取dwg文件的数据生成三维模型。这些插件的使用可以使工作效率得到数倍甚至数十倍的提高。最明显的是管道建模,在 “博隆数据中心”项目中,每层地下室有2500多根消防水管,并且还需要加上弯头、三通等连接件,如果是手工操作,工作量将是非常巨大的,但使用插件之后,只需大概20分钟,所有管道生成完毕,并且全部连接成系统,同时还完成标注,效率无疑得到了极大的提升。对于一些常见操作,比如管线之间变高避让、管线连接、局部3D视图等等,手动操作要经历繁多的步骤,而由广东省建筑设计研究院编写的插件却使这些操作得以瞬间完成,在提高效率的同时减少了枯燥的操作,增添了工作中的趣味性。

调用自编的Revit插件

使用插件将二维线条转化为三维管道
  优势必须为我所用
  对于中山古镇“灯王”这样一个复杂而且结构异型的项目,工作量之大是显而易见的,建筑和结构的协同设计也是很多设计单位期待实现的,然而设计师的专业经验与计算机使用能力往往会产生矛盾,这种矛盾在某些方面甚至会制约专业的发挥,广东省建筑设计研究院这次采用了专业团队与软件技术支持团队的协作方式,各自发挥优势,在短时间内实现专业与技术的最佳融合。

QQ|小黑屋|联系我们|BIM视点 ( 豫ICP备07006132-2 )|网站地图

GMT+8, 2019-2-21 23:45 , Processed in 0.089294 second(s), 15 queries .

Powered by Discuz! X3.4

© 2017-2020 【BIM视点】 All Rights Reserved.

返回顶部