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BIM技术在抗震支吊架领域的应用

发布日期 : 2021-03-26 来源 : 匿名

以广州某大型项目为例,针对抗震支吊架装置中最为常见的侧向斜支撑装置空间问题,挑选管线设备集中的地下二层中心筒走廊样板区进行了成品与抗震支吊架的深化规划。最后提出了将最基层横担延伸通过型钢底座与左侧结构墙进行生根、侧向支撑改为与横担一体的水平支撑和简化管线空间布排等解决措施。
导言
BIM是当下的热门话题,以三维数字技能为基础,能对工程项目相关信息进行翔实表达。归纳管线部分是机电装置工程中的难点,工具经BIM技能深化规划后的三维图导出装置节点图,不只能够提高机电装置的准确性,还能够节省很多绘制抗震支吊架节点图的时间。BIM模型信息的齐备性、关联性、协同性在建筑行业的使用,除了能减少工程成本并有用控制工程进度及质量外,还将为建筑行业的科技进步带来不可估量的影响。
抗震支吊架是以地震力为首要荷载的抗震支撑设备,对机电设备及归纳管线可进行有用维护,其由锚固体、加固吊杆、抗震衔接构件及抗震斜撑(侧向、纵向均为斜撑)组成。但是,由于抗震支吊架的装置根据建筑的机电体系,因其设备管线杂乱、规划图纸信息不充分,以及其对建筑物的主体结构依赖性强,则后续装置时装置难度大,装置空间糟蹋。在BIM技能的带动下,抗震支吊架的深化规划能完成真实意义上的与周围空间环境的准确匹配,减少现场不必要的“打架”问题。
为了节约管线与抗震支吊架材料、增加建筑净空间和提高抗震支吊架装置的合理性,本文将对BIM技能在抗震支吊架模仿装置和归纳管线进行碰撞检测方面展开研讨。
1、BIM技能在抗震支吊架斜撑和锚栓装置的运用
1.1斜撑装置空间预测
抗震支吊架的斜撑按其支撑方法可分为刚性支撑与柔性支撑两种。刚性支撑斜撑材料一般挑选C型槽钢、镀锌钢管,因其一起能抵抗拉力与压力,从而一般以单边撑的方法存在;柔性支撑斜撑材料一般是钢索,只能抗拉力,所以必须以两边对称的方法存在。抗震斜撑按其效果功能划分,又可分为侧向支撑与纵向支撑,侧向支撑是用以抵挡侧向水平地震力效果,纵向支撑是用以抵挡纵向水平地震力效果。例如,管道同一点位,既装置侧向支撑又装置纵向支撑,其效果原理是在管道质心水平面上形成互成90°的4个方向上的支撑,水平地震力从任意方向效果,管道均受到维护。成90°装置的两个刚性支撑,因其一起具有抗拉压才能,所以能对管道作水平方向的维护;对柔性支撑,则须做水平面上互成90°的4个支撑。
因此,抗震支吊架对斜撑、吊杆的功能有愈加严格的要求。特别是斜撑两端的抗震衔接座更需要合理的规划,现在国际上最权威的的抗震检测组织是美国FM认证组织。斜撑上用以与结构体生根的锚栓不只需要验算其拉拔功能,抗切才能也必不可少。斜撑装置的空间方位是最杂乱的,对楼板板底,一般斜撑与笔直吊杆之间的视点宜为45°,且不得小于30°。视点区间分为:30~45°、45~60°和60~90°,视点的变化也会影响抗震支吊架能接受效果规模,从而改动其最大距离。
BIM技能的运用,能根据模仿的三维图纸了解每个支吊架斜撑的详细装置空间,结合管线归纳技能从而在规划阶段就能确认每个支吊架的斜撑的装置方法与视点,再根据详细的支吊架方法能接受的实际荷载与视点确认支吊架应有的最大距离,给出确认的抗震计算书及可靠的产品选型验算过程。
1.2锚栓距离检测
对于锚栓的检测,首先确认锚栓的装置方位,运用点荷载绘图使结构的受力规模可视化,使锚栓之间保持必要的距离,确保锚栓功能有用性,防止对结构形成伤害。使用BIM技能,将每一个锚栓的力学效果规模表现出来,在三维图中为光圈,如图1所示。当效果规模不重合则表明锚栓力的有用功能到达结构的承载。反之,则对支吊架装置方位或者斜撑视点进行优化调整。抗震支吊架的族库建设过程中,能够把对应巨细锚栓部分规划成为一个相应巨细的光圈,从而在支吊架模型放置完成后,使用BIM的碰撞检测功能,检测出相应的锚栓碰撞方位,再做出相应的方位调整。

BIM技术在抗震支吊架领域的应用_1

2BIM技术在抗震支吊架体系中的运用
2.1BIM技术关于体系规划阶段的教导 
抗震支吊架深化规划安置流程见图2。首要,应引进建筑方针,反映建筑空间、结构、构件的方位关系。此外,BIM技术关于设备支吊架的后期材料计算带来的极大便利是传统CAD所不具备的,从材料数量的计算,到每一个支吊架类型的特点。根据Revit的插件如图3所示。根据BIM的材料处理不仅仅只是一个深化规划→预制加工→物流追踪→现场设备的物流处理流程,而是一个建造全过程的信息处理,比如欧美的装配式支吊架流程:预埋件→过渡横梁→悬吊式支吊架[2],而预埋的方位是否精确更离不开BIM技术模拟与施工的结合。
归纳管线布排应考虑暖通、给排水、强电、弱电、消防、机电等各专业设备的空间方位关系以及与装饰专业之间的关系,一般应遵从以下原则。

BIM技术在抗震支吊架领域的应用_2

BIM技术在抗震支吊架领域的应用_3

(1)管线归纳协调过程中还应依据实际状况归纳布置。躲避准则:有压管让无压管,小管让大管,施工简单的躲避施工难度大的。
(2)支吊架节点图最终出图时,剖面图、平面图所体现的方位、标高应保持一致,需求充分考虑管线周围的梁、柱、墙等构筑物并详细展现在节点图中。标高时,一般有压管标管中,排水管标管底,风管、桥架都标管底。在管线归纳布排过程中,平面图与剖面图调整应同步。
(3)支吊架应考虑到空调水管、空调风管保温层的厚度,考虑与电气桥架、水管外壁、墙柱的最小净距,考虑支吊架垂直槽钢的放置空间。依据现场实际状况确认各管线间的距离。抗震支吊架还应考虑斜撑形式与斜撑放置空间,这也是抗震支吊架规划装置中的难点。
(4)空调冷、热水管布置时应考虑管道斜度,考虑设备、管路的操作空间及检修空间。水管与桥架的空间方位还应考虑平行净距与交叉净距。
(5)对支吊架周围的建筑结构,因为其作为支吊架的生根点,直接决议支吊架是否可靠,必须有明晰的了解,特别是板厚,再选用恰当的锚固方式与锚栓。
具体的实施方式有以下几种:
(1)用BIM技术对走廊管线进行三维建模,依据三维模型生成剖面图;生成剖面图时,自动附着、捕捉体系中的管道截面及标高。
(2)依据空间要求及不能调节的管线(比如排水管线),必要时可更改有压管走向(在剖面中上下左右调节方位),风管形状规格(比如800×750可改为1000×600,这样可节省吊顶空间);强电还需考虑放置电缆空间与检修空间,依据现场状况,必要时能够把桥架分改为几根线管归纳布排,以节省相应的空间。
(3)更改完剖面图后经过BIM技术对更改后的各专业管线再次磕碰查看,查看各管线是否与建筑结构磕碰,各专业间是否磕碰,进行再次协调整合,如此往复多次。最终生成的平面图中管线走向同步作了相应的改变。
2.2BIM技术在抗震支吊架体系的应用实例
2.2.1体系规划与模仿
该项目为广州某大型项目,选择管线设备集中的地下二层核心筒走廊样板区进行制品与抗震支吊架的深化规划。
走廊层样板区位于地下二层南北走向走廊,该区域管线较多。其包含了冷却水、消防喷淋、给水、送排风、变配电及应急电源、照明、弱电控制等多个体系的管线。该区域管线杂乱,而且还需求保证抗震斜撑的装置空间,然后需求更准确的管线归纳排布。BIM效果图更能体现管线的布排及支吊架各个构件所需求的方位空间。最具代表性的支吊架模仿就是一起双侧向及双纵向的门型抗震支吊架的模仿。
技术人员首先对该区域的规划图纸进行了图纸会审,依据规划的二维图纸中的管线方位进行模仿,判断是否有空间方位装置能接受相应地震力荷载的支吊架,如不能,将标示有收支处和需求更改空间方位的管线进行收拾并与规划交流。然后对该区域管线进行管线归纳布排并进行模仿规划、绘制管线图,最终对归纳后的管线进行磕碰检测。图4为走廊样板区二维规划的局部平面图,图5为管线剖面图,图6为走廊样板区门型抗震支吊架的三维效果图。

BIM技术在抗震支吊架领域的应用_4

BIM技术在抗震支吊架领域的应用_5

结合图4~图6,剖析结果如下:
(1)管线左边为结构墙,右边为砖墙,结构墙能够作为抗震支吊架的生根点,而砖墙则不能。
(2)管线左、右两头与结构墙之间的间隔过近不足以做45°侧向斜支撑。
(3)水管右侧如设侧向支撑,桥架之间的空间不足以放置一根41×41×2的C型槽钢,且桥架还需单独设置门型吊架。
(4)管线之间的间隔均足以放置笔直的C型槽钢作为笔直承吊槽钢及纵向斜支撑。
(1)将3个桥架降标高与风管底标高一致,将支吊架分为上下两层。
(2)将风管与桥架整体左移,以削减横担的跨度,也为右边侧向斜支撑预备必定的空间。
(3)最基层的横担经过挠度核算选型后,将横担左侧延伸至结构墙并用型钢底座进行生根固定,这样将横担与斜撑简化为一体,既能提高侧向抗震效果,又能节省资料。
(4)纵向斜支撑的装置方位分别设置在离两根笔直C型槽钢中心水平间隔不超过200mm的最基层横担上,依据斜撑装置空间挑选在笔直C型槽钢左右或许离其中心的间隔不超过200mm横担上。
(5)依据实践装置空间设置右侧侧向斜支撑,横担上的生根方位同上,并保证其与笔直C型槽钢之间的夹角不小于30°,依据设防效果规模的地震力荷载,验算侧向支撑是否满意要求,结果证实到达要求。
2.2.2规划建议和解决方案
该实例是结合BIM技能解决抗震支吊架装置中最为常见的侧向斜支撑装置空间的问题,创新地将最基层横担延伸经过型钢底座与左侧结构墙进行生根,将侧向支撑改为一体的水平支撑,加大号的水平横担的抗拉压才能远高于普通斜支撑;将管线进行简要的空间方位布排,削减没必要的管线方位移动,削减横担的跨度,既节省空间,又节省型钢资料,到达了管线归纳布排的要求。
针对常见的斜支撑装置空间的问题,特提出如下建议及解决方案:
(1)依据支架周围的剪力墙、梁、柱、楼板等结构体,尽量挑选可缩短斜支撑长度或许增大斜支撑视点的方位作为生根处。
(2)吊杆自身均具有抗剪切才能,特别是短的吊杆,当其抗剪切才能能够满意下端管线的地震力荷载时,可挑选将斜支撑装置在笔直的C型槽钢吊杆及加劲槽钢上,但间隔管线质心的笔直间隔不得大于300mm。
(3)如是多层门型吊架,可挑选在横担与笔直C型槽钢连接处附近增设斜支撑,直到满意抗震要求,这样才能在满意不超过国标要求的最大间隔的情况下,尽量削减一段管线上抗震支吊架的数量。
(4)柔性钢索对空间要求相对较低,在成对对称布置的前提下,也可考虑柔性抗震支吊架的使用。
2.3BIM技能在抗震支吊架体系中的使用特色
规划与施工之间的协调更改一直是施工的要点和难题,特别是在支吊架范畴,因为支吊架是附着在管道以及结构上,需考虑施工现场的实践空间环境等要素。现在项目施工往往需要有经历的施工者依据图纸与幻想结合现场装置空间方位来决定,同时会影响其他专业管路的装置改变。使用传统的CAD预先所布置的点位,例如广州某项目,选用抗震支吊架体系,因为现场实践装置条件,装置线路与规划图纸有必定的误差,导致多次施工图纸改变。BIM软件,在规划院所交给的BIM图上直接进行布点,充沛考虑建筑的结构,在规划阶段便已考虑支吊架的生根点,然后防止了重复更改图纸带来的费事与糟蹋。
BIM软件在规划阶段提前充沛考虑到管线归纳的细节问题,防止问题遗留到施工阶段。经过施工模仿演练,能更快、更精准地提前计算出各时间点所需的资料,便于资料的把控。更是能够使用BIM技能直观地预推出资料的堆放方位以及补料时间,节省搬运资料的劳动力,便于现场的归纳办理[3]。中国第一个全BIM项目———总高632m的“上海中心”,经过BIM提升了规划办理水平和建设质量,据有关数据显现,其资料损耗从本来的3%降低到万分之一。
3结语
运用BIM的可视化办理,模仿化演练,打破现有支吊架装置的传统形式,全面预先在装置方位的结构里放置预埋件,抗震支吊架装置时,只需用相应的连接构件与预埋件进行紧固装置,防止了锚栓对结构的破坏。抗震支吊架各个构件经过BIM的精确模仿,能够彻底在工厂生产线完成,在实践装置过程中只需进行匹配组装与紧固,施工过程高效无污染。拆下来的资料可重复使用,缩短施工工期,到达绿色建筑施工的标准。