钢结构具有重量轻、可靠性高、抗震、抗冲击性能好、变形能力强等优点。目前广泛应用于大跨度、超高、超重型建筑,是主要的建筑结构类型之一。
项目背景
本工程属于钢结构工程范畴。结构主要由钢材、钢板制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成。各部件或部件通常通过焊接、螺栓或铆钉连接。项目建设筒仓24个,单筒仓容量3万吨,内径40m,高度43.4m。
基础采用桩端、桩侧复合后注浆钻孔桩。桩径为1000mm,桩长为50m,桩体混凝土强度等级为C40,单仓桩数为117根,单桩竖向抗压极限承载力标准值不小于14000kN。
本项目筒仓工程采用圆形现浇混凝土结构,共建筒仓24个。每个筒仓内径40m,高度43m,容量3万吨。筒仓立式钢结构框架模型如图所示。
截至目前,煤炭港区拥有筒仓48个,位居国内沿海港口之首。筒仓的建设将使煤炭港区彻底摆脱煤炭储存、粉尘飞扬、环境污染等困难。该项目需要熟悉钢结构的特点,并在此基础上了解采用BIM技术的原因。这样,您就可以熟悉构建BIM模型的步骤,掌握本项目BIM深入设计的步骤,最终了解保证项目质量的审核制度。
BIM在项目中的应用
1. 采用BIM的原因
传统的建筑设计技术和工具很难满足对本项目复杂体型的深入控制。利用BIM技术和软件可以实现可视化,即所见即所得。
采用Revit、Navisworks、tekla等软件对工程施工过程进行专业协调、碰撞检测分析和精准控制,实现“三维协同”的全新工作模式。还可以进行参数化设计,解决信息堵塞和“信息孤岛”问题,减少施工过程中的返工。
BIM具有更好地协调设计和指导施工、发现和解决冲突、节省资源消耗、缩短工期的优点。
2. 模型构建步骤
(1)综合布置过程中,首先通过CAD软件对设计院的简单图纸进行初步深化,制作重要部位的剖面图和初步布置后的专业图。
(2)然后将CAD底图导入Revit软件中,制图员根据底图建立初步模型。同时,建筑和结构模型可以通过“链接”功能进行链接,在绘制过程中及时避开梁、柱等结构。
(3)模型建立后,一些平面图中无法反馈的信息可以通过可视化三维模型和模型碰撞检测功能进行可视化和修改。
3.硬件配置
4.深化设计
本项目深入设计部分将根据业主提供的招标文件、问答补充文件、技术要求和图纸,结合生产单位工厂生产条件和运输条件,考虑现场组装、安装计划和土建施工条件。在此基础上编制了计算分析结果。本项目的深入设计作为施工详图,指导本项目的工厂加工和现场拼装安装。
(一)深化设计概述
本工程的结构体系为钢结构与钢筋混凝土的组合结构体系。钢结构部分主要包括H型钢梁、型钢柱、钢梁间角撑、柱间钢支撑、钢桁架、钢格栅和压型钢板等。钢柱的截面形式主要有工字形、圆形和十字形。钢结构的耐火极限为1~3小时。筒仓上部钢结构模型如图
(二)深化总体设计思路
1)深化设计遵循的原则
本项目根据原施工设计图纸和技术要求,完成了钢结构的深入设计和详细钢结构加工图纸的编制。根据设计文件、钢结构加工细节、吊装施工要求,并结合制造工厂的条件,编制生产工艺书。包括各部件的生产工艺流程图、加工工艺及涂层方案。
详细加工图纸和生产工艺文件必须在开工前由详细设计单位的设计人员、审查人员、审查人员签字盖章,并报原设计单位审查批准。招标人盖章确认后方可正式实施。
原设计单位仅确认详细设计并未改变原设计意图和设计原则。招标单位对详细设计的构件尺寸、现场安装定位等设计结果负责。
2)深化设计流程
结合以往深化工程设计的经验,针对该钢结构项目的深化设计,主要采用芬兰Tekla公司的软件Xsteel16.1进行各层钢结构的详细设计,以及CAD绘图软件用于进行主桁架和典型节点的详细绘图。设计。详细设计流程如图所示。
3)深化设计步骤
深化设计图纸的设计思路:建立结构整体模型→现场组装节段(运输节段)→加工生产节段→分解为构件和节点→结合工艺、材料、焊缝、结构设计指令等。 →深化设计细节。
具体步骤如下:
① 初步整体建模:根据图纸要求在模型中建立统一的轴网;根据组件规格在软件中建立规格库;定义构件前缀编号(例如一层主钢梁定义为:1-GL*,一根柱定义为:1-GZ*),以便软件在自动编号时能够合理区分各个构件,使工厂加工和现场安装更加合理方便,省时省工;检查轴网、钢柱、钢梁位置关系的相互作用。
②精确建模:根据施工图纸、构件运输条件、现场安装条件和技术,对各个构件进行合理分段,并手工组装节点。
③模型验证:由专人检查模型的准确性、节点的合理性、处理工艺。软件中的验证功能将用于检查整体模型,以防止钢构件之间的碰撞。
④元件编号:模型核对完毕后,利用软件中的编号功能对模型中的元件进行编号。软件会根据预设的元件名称进行编号合并,将相同规格的元件编号统一归为同一类别,将相同类型的元件归为同一类别。这些组件被组合成相同的数量。编号的分类和合并更有利于工厂对零部件的批量加工钢结构详图设计软件,从而减少工厂的加工时间。
⑤ 构件图:利用软件的绘图功能,自动生成已建模型中的构件和节点的初步详图(构件装配图、面板下料图);然后对图纸进行标记、焊接等修改和调整缝线标记、构件方向定位和图纸布局等,力求使图纸更加准确、简洁、清晰、美观。
⑥ 校对、审核:详图调整后,应有专人对图纸进行检查、审核,确保详图合理、准确。
4)深化设计内容
详细设计包括生产详细设计和安装详细设计。详细生产设计主要由加工制造厂完成,包括:详细图纸设计、加工焊接工艺设计、质量标准和验收标准设计。主要以详细设计图纸为主,其他内容将融入详细设计图纸并以图纸和说明书的形式体现。
详细设计图包括两部分
①根据设计图纸对钢结构的结构、节点结构、特殊构件(如铸钢、球面轴承)进行改进;
②钢结构施工详图设计。
结构良好的部分
①国外标准与中国标准的转换;
② 提高大型复杂节点(条形桁架节点、支腿桁架节点)设计与工艺的配合要求;
③连接节点螺栓的数量和布置,以及连接板和节点板尺寸规格的改进;
④ 改进了构件和节点装配的焊缝类型和等级要求;
⑤考虑施工变形和结构应力变形,对结构进行预变形。
施工细节内容
详细设计总体说明:按照原设计图纸的要求进行,包括项目概述;规范、标准、程序和特殊规定;主要材料、辅助材料等的型号、规格及建议;焊接坡口形式、焊接工艺、焊缝质量等级及检测要求;零部件的几何尺寸及允许偏差;防腐和防火计划;施工技术要求等
整体轴图:反映工程整体三维关系、主控坐标等宏观信息。
预埋结构定位及详图
组件的规划布局和立面图:记下组件的位置和数量、组件列表和图例。
零部件图:主要用于工厂组装和现场组装钢结构详图设计软件,需要注明:
① 零部件的数量、几何尺寸、截面形式、定位尺寸;
②确定分割点、节点位置和几何尺寸,以及连接件的形式和位置;
③焊接信息如焊缝形式及坡口、螺栓数量、连接形式等信息;
④ 零部件的长度、重量、材质等信息。
零件图:主要用于材料采购、工厂布局和下料切割。
① 各部件的数量和几何尺寸;
② 开口、斜角、斜角等详细尺寸;
③ 材料材质、规格、数量、重量等材料清单。
生产工艺设计:包括原材料检验工艺设计、下料工艺设计、装配方案设计、装配模具设计、焊接工艺设计、涂装工艺设计。
装配安装详细设计:施工方法选择及经济比较、施工过程模拟分析、施工支撑系统及其他措施的设计计算分析、现场焊接工艺设计等。
构件分割:深入设计中构件的分割需要综合考虑加工制造、运输分割、安装方案、节点划分、制造工艺、焊接收缩变形、结构预拱等因素。
加工生产工段(运输工段)拆分原则:构件工段的设计应充分考虑并结合原材料规格、各种运输限制以及最终安装方案进行。
(三)深化设计质量保证措施
1)组织架构
为做好本项目钢结构详细设计工作,结合钢结构工程生产和施工经验,确保快速高效完成各项设计深化任务,成立了详细设计项目组。专门设立的。
2)审核制度
除了个人能力外,严格合理的详细设计工作流程、制度和控制程序是保证详细设计质量的关键因素。根据我国钢结构行业的具体情况,制定了建设部颁布的各类图纸标准和设计规范以及深化设计标准,建立了完整的三级审查制度。
①自检过程:详细设计人员对已完成的图纸进行有针对性的检查,并记录结果,供核查人员参考。
②检查过程:检查人员的检查内容和方法与自检时基本相同。检查完成后,将二次审图表交给深化设计师进行修改和底图打印。如有必要,应将图纸报告给具体深化设计师。错误一一指出,但以下内容需要进一步审查:详细设计图纸是否符合详细设计的相关标准;特殊结构加工图纸审查;结构体系中各构件的整体尺寸是否存在冲突。
③审核流程:根据深化设计图的底图和二次审图单,对图纸加工的适宜性和图纸的表达方法进行重点审核。对于不足之处,根据情况决定从审图人员或详细设计人员开始重复上述工作。当详细设计中出现质量问题并在生产放样阶段发现质量问题时,将及时通知设计院。
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