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建筑黑科技 | 數字技術完美實現扎哈武漢城市陽臺作品
日期:2021-03-03  來源:建筑黑科技
 

 

1)建筑方案中采用了大量的非線性曲面造型,如室外樓梯、戶外劇場索膜頂棚、展覽藝廊。曲面局部細節需要進行優化處理,才能落地實施。

 

2)工程采用抬高地塊地面、重新連接濱江水岸的設計手段,在高低起伏的景觀內設有下沉廣場和特色建筑物,整體高差關系復雜,立面不規則。

 

3)立面采用雙曲面幕墻,整個幕墻造型流暢、富有動感。但結構邊界精確定位困難,使用二維設計難以保證幕墻與結構有效連接。

 

為解決上述難點,在設計階段引入了BIM技術和參數化設計技術,旨在提高施工圖紙的可實施性,拓展BIM在設計階段的應用,為項目落地實施提供技術支撐。

 

景觀平臺與草坪連接位置的過渡段施工難度較大,采用現澆混凝土時,過渡段水泥基磨石面層的曲面光滑度難以保證;采用預制法制作時,幾乎每級臺階都需要單獨制作模板,開模費用較高。

 

設計團隊經過反復推敲,采用參數化設計技術調整景觀樓梯曲面,對過渡段進行模數化處理,減少臺階種類。

調整后的過渡段臺階種類從400個減少到9個,極大地降低了工程造價和施工難度。

作為一個開放的公共空間,月亮灣城市陽臺容易聚集大量人流。為驗證景觀平臺能否實現快速人流疏散,我們展開了人流疏散仿真模擬,分析結果表明,景觀平臺的原設計方案疏散時間過長,存在安全隱患,需要對原設計方案進行優化。

 

我們對景觀樓梯的曲面進行了全面地梳理和優化,有效提升了景觀樓梯的疏散能力,調整后的方案得到了扎哈事務所的肯定和認可。



通過調整方案,景觀平臺的疏散時間減少了20%,人流密度從E級降低至D級,減少了1/3,樓梯的總疏散時間和服務水平等級滿足了相應評價標準。


室外音樂劇場頂棚采用索膜結構,在設計階段,我們基于應變能最小原理對索膜結構進行找形分析,實現了建筑與結構的高度統一。


劇場位于長江邊上,膜結構受風荷載影響明顯,主要控制荷載為風荷載。我們通過CFD仿真技術對劇場頂棚進行數值風洞模擬,分析了膜結構風效應影響。


音樂劇場頂棚是由兩端基座、外側鋼桁架、面內縱橫索以及索膜共同構成的一個空間異形曲面?;濣c受力較復雜。我們創建了三維節點模型,進行有限元分析,驗證節點安全性并進行了優化設計。


通過計算觀眾席的視角,室外劇場每個觀眾席的視線進行了全方位的分析,并根據分析結果優化觀眾坐席,保證每個觀眾席的觀賞效果。

 

 

分析結果表明,室外劇場各觀眾席視線良好,無遮擋情況,最大俯角約為9°,水平視角在40°到59°之間。


通過對室外劇場進行點聲源反射線模擬、線聲源補聲仿真模擬等聲環境仿真模擬,提升了劇場聲環境效果。


考慮到異形幕墻龍骨的建模難度和高精度定位要求,我們采用參數化設計技術,快速生成幕墻龍骨模型、定位預埋件,極大地提高幕墻與結構協同設計效率。


設計師通過BIM模型導出幕墻立面圖和剖面圖,再通過修改加工,生成施工圖,結合自主研發的Rhino插件,自動導出幕墻埋件坐標和面板坐標,生成相應的埋件坐標和幕墻面板坐標。


結合AR技術開發了一款月亮灣城市陽臺AR程序,導入BIM模型,與現場實景進行疊加,實現了在手機端和PC端實時瀏覽BIM模型與現場實景,查看關鍵位置施工狀態,協助項目現場進行質量控制。


在BIM設計過程中,我們基于BIM輕量化技術開發了一套可視化管理平臺,該平臺涵蓋項目基本信息、現場數據、主要BIM工作成果等信息,將原本離散的信息進行了集成,加深了項目人員對BIM工作的參與程度,可協助管理人員開展可視化管理和有效決策。



在月亮灣城市陽臺項目實施過程中,通過引入BIM技術和參數化設計手段,主要取得以下收獲:

 

1)采用了BIM技術對建筑方案進行深化設計,在景觀臺階、索膜結構、藝廊網架和異形幕墻設計中運用參數化設計手段,明確了設計的邏輯性和合理性,提升了設計效率。

 

2)通過建筑性能化分析,為建筑方案優化設計提供了數據支撐。

 

3)創建了全專業BIM模型,實現各專業協同設計,提升專業間配合設計的效率,梳理了設計的錯漏碰缺,提高設計質量。

 

4)開發了工程在線展示平臺,協助設計和施工管理,提升管理效率。

 

 


科技成果:

論文6篇 軟件著作權1項 專利2項


項目獲獎: 

龍圖杯 第九屆全國BIM大賽 (設計組)二等獎

第二屆市政杯BIM應用技能大賽綜合組 一等獎

三品杯武漢建筑業BIM技術應用視頻大賽金獎

第五屆中國建筑工程BIM大賽 一等獎

 

湖北省第八屆建筑信息模型BIM設計競賽二等獎

 

華中建筑:https://mp.weixin.qq.com/s/tGj8FGLIKKO75yNHKkqFRg

 

 

 
 
 
 
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