建設工程管理專業(yè)教學秦皇島課件

建設工程管理專業(yè)教學資源庫秦皇島職業(yè)技術(shù)學院建設工程管理專業(yè)教學資源庫秦皇島職業(yè)技術(shù)學院長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程主講人：周世祥

時間：2020.04智慧工地應用秦皇島職業(yè)技術(shù)學院工程造價目錄/CONTENT01項目摘要02項目概況03智慧工地應用04竣工投產(chǎn)實景項目摘要PART

01長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心項目摘要長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心是國家中部地區(qū)第一個國家級新區(qū)——湘江新區(qū)的重點工程，項目呈飄逸“芙蓉花”造型，結(jié)構(gòu)新穎、復雜，為框剪混凝土結(jié)構(gòu)及外圍彎扭鋼結(jié)構(gòu)。項目部針對工程特點、難點，以BIM技術(shù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)為載體實現(xiàn)工程全生命周期的智慧化，通過智慧工地應用，達到控制成本、全程優(yōu)化、精確建造的目的。關(guān)鍵詞：智慧工地BIM物聯(lián)網(wǎng)施工項目摘要

工程建筑方案設計由國際建筑最高獎——普利茲克獎獲得者扎哈·哈迪德女士擔任設計。北京城建集團有限責任公司為工程施工總承包。工程建成后將成為湖南省規(guī)模最大、功能最全、全國領先、國際一流的高雅文化藝術(shù)殿堂，能承接世界一流的大型歌劇、舞劇、交響樂等高雅藝術(shù)表演。工程概況PART

02項目概況

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程北鄰梅溪湖北路、南鄰環(huán)湖路，東鄰節(jié)慶路、地鐵2號線設有文化藝術(shù)中心站。本工程總建筑面積12.6萬平方米，結(jié)構(gòu)為框剪混凝土及外圍彎扭鋼結(jié)構(gòu)，屋面和外立面主要為GRC幕墻。通過5.2萬㎡地下室連為一體，地上分為三個單體建筑，即包括1800座的大劇場、500座的多功能小劇場和一個展廳面積超過1萬㎡的當代藝術(shù)館。

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心效果圖工程概況——智慧工地概況

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程質(zhì)量目標：國優(yōu)——魯班獎。由于工程質(zhì)量標準高、工期緊、造型復雜，其中最為復雜的為鋼結(jié)構(gòu)、幕墻工程，存在大量的空間異形結(jié)構(gòu)，且構(gòu)造層次多而復雜，專業(yè)配合多，參與單位多。所以本工程立足智慧工地，為實現(xiàn)建造過程中的智慧化，開展以BIM技術(shù)應用為主的智慧工地應用非常必要和符合實際。

本工程智慧工地應用可歸納為“一體兩翼”（如圖2所示），以BIM為主，云計算和物聯(lián)網(wǎng)為輔。BIM技術(shù)作為項目智慧工地應用的核心，在工程啟動之初就貫穿始終，從管理到建模，從深化到出圖，BIM較為全面的應用為智慧工地提供了保障。云計算和物聯(lián)網(wǎng)的應用，又為智慧工地提供了動力。

圖2智慧工地“一體兩翼”信息化與標準化工地成果介紹智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）PART

03信息化與標準化工地成果介紹質(zhì)量安全標準化管理運用數(shù)控智能設備綠色施工技術(shù)信息化數(shù)字化構(gòu)件場BIM技術(shù)應用五大部分構(gòu)成本工程注重“信息化與標準化”管理，運用BIM、數(shù)控智能、綠色施工等技術(shù)，取得了一定的成果。1、BIM技術(shù)助力項目全生命周期管理——設計階段的應用方案展示

工程量復核

碰撞檢查深化設計

動畫演示

在設計過程中，通過建立BIM模型，起到了深化設計、碰撞檢查（不同結(jié)構(gòu)交接部位標高檢查等）、工程量復核、預防設計問題的作用。通過動畫演示，展示設計概念，傳遞的信息更為豐富。智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用：由于工程造型復雜，機電若采用常規(guī)方式深化設計，會與土建結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量碰撞致使深化工作量倍增。鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、精裝修由于存在大量彎扭結(jié)構(gòu)或異形雙曲面，若采用常規(guī)方式則根本無法完成深化設計。所以土建建模應用Revit，機電深化應用RevitMEP（管綜和機房），鋼結(jié)構(gòu)設計建模應用CAD(3D)，鋼結(jié)構(gòu)深化設計應用Tekla(X-Steel)，幕墻深化設計應用Rhino以及DigitalProject，精裝修設計應用DigitalProject，景觀設計應用DigitalProject，確保本工程全專業(yè)BIM建模。全專業(yè)BIM整合模型如圖3所示。

圖3全專業(yè)BIM整合模型智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用碰撞檢測：由于本工程各專業(yè)都極其復雜，土建結(jié)構(gòu)、機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻、精裝修原設計圖紙上很多專業(yè)間或者專業(yè)內(nèi)碰撞的問題。所以全專業(yè)BIM建模后，在深化設計階段使用Navisworks進行各專業(yè)間的碰撞，發(fā)現(xiàn)建模錯誤或設計缺陷，提前修改或變更，以免施工期間返工和造成不必要的損失。Navisworks軟件碰撞檢測如圖4所示。

圖4Navisworks軟件碰撞檢測智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用出施工圖：一般工程出施工圖是將設計初始CAD圖紙作為底圖，加上設計變更部分再出圖作為施工圖。本工程通過BIM軟件做深化設計，機電、鋼結(jié)構(gòu)、幕墻經(jīng)碰撞檢測修改調(diào)整后從實際施工模型直接出施工圖，可以大大提高效率，減少設計錯誤。幕墻防水層檁條BIM施工模型和對應施工圖如圖5、圖6所示。

圖5幕墻防水層檁條BIM施工模型圖6幕墻防水層檁條施工圖智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用3D打印：利用3D打印技術(shù)，將BIM模型通過打印材料層層堆疊打印出來，實現(xiàn)BIM模型的實體化。將3D打印的模型放置于會議室，使工程形象直觀，具體生動。開會討論時可以利用3D打印模型輔助溝通，便于做出決策，特別是對蜂窩鋼結(jié)構(gòu)部分施工方案分析討論具有重大指導意義。大劇場3D打印模型如圖7所示。

圖7大劇場3D打印模型智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用施工方案分析模擬：在鋼結(jié)構(gòu)施工組織過程，編制了多個單項動畫，包括施工進度動畫、路徑動畫、塔吊吊裝動畫、履帶吊吊裝動畫、結(jié)構(gòu)施工動畫等，通過施工方案模擬合理選擇并優(yōu)化施工方案。本項目所研究的前廳蜂窩狀單層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)各桿件、節(jié)點的吊裝都較為復雜，針對施工現(xiàn)場具體的布置情況，合理地選擇桿件吊裝的路徑和方式，形成比較準確且可行的吊裝方案。

圖8起始鑄鋼節(jié)點安裝圖蜂窩結(jié)構(gòu)分段按結(jié)構(gòu)特點分成四類：底部構(gòu)件、蜂窩網(wǎng)主構(gòu)件，蜂窩網(wǎng)次構(gòu)件以及頂部大截面構(gòu)件，其中蜂窩網(wǎng)主構(gòu)件、次構(gòu)件與大截面構(gòu)件均為彎扭構(gòu)件，單根通長最重蜂窩網(wǎng)主構(gòu)件約22噸。頂部大截面構(gòu)件中間較大截面部分分為三段，每段約24噸，鑄鋼件最大重量為83噸。蜂窩結(jié)構(gòu)采用350t履帶吊（42+54米塔況+200噸超起工況）進行吊裝，吊裝半徑約22至64米，吊裝能力為29噸至90噸。滿足該處分段吊裝要求。智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用施工方案分析模擬：通過數(shù)值模擬分析，變形及應力最大的點在蜂窩結(jié)構(gòu)頂環(huán)梁的兩個最大的鑄鋼節(jié)點處，以這兩個連接節(jié)點作為基準點，將傾斜蜂窩結(jié)構(gòu)通道門劃分為三個部分，兩個基準點之間的區(qū)域定義為設置支撐安裝區(qū)域，兩個個基準點之外的區(qū)域定義為疊加安裝區(qū)域，疊加安裝區(qū)域按由下至上的順序，將連接梁、連接節(jié)點、構(gòu)成頂環(huán)梁的弧形鋼構(gòu)件，按設計要求連接，測量定位后，固定，直至與第一步得到的基礎連接節(jié)點實現(xiàn)連接；設置支撐安裝區(qū)域的安裝順序是：

圖9蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝完成先設置支撐胎架，將構(gòu)成頂環(huán)梁的弧形鋼構(gòu)件及連接節(jié)點連接，測量定位后，固定，構(gòu)成頂環(huán)梁，然后，將連接梁與底環(huán)梁與頂環(huán)梁上的連接節(jié)點固定連接。蜂窩鋼結(jié)構(gòu)安裝完成如圖9所示。智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用三維掃描：本工程精裝修設計完全基于BIM模型，精裝修進場之前對現(xiàn)場結(jié)構(gòu)進行掃描，生成點云并逆向建模，對土建施工模型進行校核，在Rhino中依據(jù)點云模型對精裝修設計模型進行修改。精裝修施工期間依據(jù)三維掃描得到的點云模型，結(jié)合放樣機器人對精裝點位自動放樣。點云模型和精裝修設計整合模型如圖10所示。

圖10點云模型和精裝修設計整合模型圖智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用三維掃描：幕墻施工之初對現(xiàn)場實體結(jié)構(gòu)的實測實量，掌握實際與設計模型的差別、消除初始誤差，是幕墻安裝的首要工作。利用三維掃描設備對現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)進行三維掃描，生成點云，并利用軟件自動計算逆向建模，與設計模型在1cm、5cm、10cm不同精度范圍內(nèi)分析比對，得到對比數(shù)據(jù)，GRC板、檁托、二次鋼結(jié)構(gòu)模型根據(jù)此數(shù)據(jù)進行調(diào)整。大劇場鋼結(jié)構(gòu)逆向建模模型如圖11所示。

圖11大劇場鋼結(jié)構(gòu)逆向建模模型智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用GRC數(shù)字化加工：GRC加工的傳統(tǒng)模具是在木板上覆蓋白紙，沿白紙所繪曲線切割而成，精度難以保障。本工程GRC的數(shù)字化加工主要體現(xiàn)在模具的加工。將DigitalProject中設計模型通過插件導出CNC可用文件，然后導入CNC專用數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)代碼逐行運行，驅(qū)動CNC三軸雕刻機銑刀上下、左右、前后高速轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)模具板毫米級加工精度。CNC加工后的模具經(jīng)線方向間隔500mm、緯線方向間隔1000mm排布，蒙皮過程隨形貼三層5mm厚板，刮三層膩子，刷一道漆，澆灌GRC砂漿，注漿有一定強度后與背負鋼架連接，再經(jīng)養(yǎng)護、脫模、表面修整后包裝。GRC模具加工樣品如圖12所示。

圖12GRC模具加工樣品智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用可視化交底指導施工：由于幕墻GRC構(gòu)造層次復雜，單靠圖紙和普通的技術(shù)交底很難達到比較好的效果。本工程利用BIM軟件建立GRC整體構(gòu)造模型，并對主體鋼結(jié)構(gòu)以上的防水保溫層、檁條、檁托、GRC板塊等進行模擬安裝，指導施工。幕墻GRC安裝可視化交底如圖13所示。

圖13幕墻GRC安裝可視化交底智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用運維拆卸方案模擬：由于本工程幕墻造型奇特，結(jié)構(gòu)復雜，所以屋面防水施工難度極大，要求滿足防、排、修三點。進而運維階段要求GRC幕墻必須可拆卸，為使拆卸方案切實可行，拆卸方案直接在幕墻三維模型中設計，針對真實的板塊和安裝節(jié)點完成方案。幕墻GRC拆卸方案模擬如圖14所示。

圖14幕墻GRC拆卸方案模擬智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用云計算應用：本工程云計算的主要應用點是云存儲數(shù)據(jù)和云協(xié)同辦公。由于本工程涉及人員分散在香港、廣州、上海、長沙等地，文件傳輸和協(xié)同辦公至關(guān)重要。本工程使用TrimbleConnect平臺進行圖紙、模型、文檔管理，在線觀看文檔和BIM模型，且上傳或下載都有記錄，保證可追溯性。TrimbleConnect平臺如圖15所示。通過Trello平臺協(xié)同辦公，將圖紙會審產(chǎn)生的重要問題放置平臺討論，通過遠程討論與回復，及時在線處理工程難點，且追溯性強。Trello平臺如圖16所示。

圖15TrimbleConnect平臺圖16Trello平臺智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用物聯(lián)網(wǎng)應用（層級構(gòu)建）：本工程物聯(lián)網(wǎng)的主要應用點是微信平臺上基于二維碼的GRC管理系統(tǒng)。由于本工程幕墻造型復雜，三個單體共計13500塊異形雙曲面GRC板，且各板塊之間沒有一塊是相同的。針對幕墻GRC專項施工管理的需求極為迫切，由此開發(fā)了GRC管理系統(tǒng)，系統(tǒng)界面如圖17所示。

圖17GRC管理系統(tǒng)界面圖信息化數(shù)字化GRC板場可視化管理系統(tǒng)二維碼信息管理技術(shù)項目生產(chǎn)管理軟件

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用物聯(lián)網(wǎng)應用（層級構(gòu)建）：GRC施工過程質(zhì)量管理包括出廠驗收、進場驗收和安裝驗收。打開GRC管理系統(tǒng)，點擊掃一掃，掃描粘貼在GRC上的二維碼。自動跳轉(zhuǎn)至驗收界面如圖18所示，可以看到前面已經(jīng)完成了出廠驗收過程，點擊進場驗收按鈕，確認GRC包裝、產(chǎn)品外觀、鋼架防腐合格后，點擊確定通過。進場驗收完成，等待安裝驗收。整個無紙化驗收過程綠色節(jié)能、可追溯性強。三、智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

圖18GRC管理系統(tǒng)驗收過程BIM應用全專業(yè)BIM建模及深化設計信息化數(shù)字化GRC板場可視化管理系統(tǒng)二維碼信息管理技術(shù)項目生產(chǎn)管理軟件智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）運用二維碼管理基礎信息，使繁雜的信息管理工作變的更加快捷、直觀。通過智能手機掃描二維碼，就能夠直觀的反應預制梁基本信息：完成量、對應預制構(gòu)件位置、工序驗收時間、相關(guān)責任人等。智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心工程BIM應用物聯(lián)網(wǎng)應用（層級構(gòu)建）：GRC驗收后，可在系統(tǒng)后臺查詢生產(chǎn)、出廠、進場、定位、安裝過程信息，具體數(shù)據(jù)信息由專人錄入后臺。驗收表格可導出存檔。信息統(tǒng)計功能可以自動記錄生產(chǎn)進度，將未生產(chǎn)、出廠驗收、進場驗收、已安裝GRC四種不同施工狀態(tài)以餅狀圖形式直觀表達。GRC管理系統(tǒng)將大大提高GRC施工管理效率，提升施工品質(zhì)。GRC幕墻現(xiàn)場安裝效果如圖19所示。

圖19GRC現(xiàn)場安裝效果GRC管理系統(tǒng)施工過程信息可移交運維。運營中GRC板損壞，維護人員可以通過掃描二維碼得到GRC板編號，登錄GRC管理系統(tǒng)后臺搜索損壞的GRC板所有信息。第一時間重新生產(chǎn)加工。智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）Internet建委監(jiān)控中心項目監(jiān)控中心

預制GRC板場建立信息可視化管理平臺，施工現(xiàn)場安裝監(jiān)控攝像裝置，施工影像和數(shù)據(jù)實時傳送至監(jiān)控中心，分類匯總，使項目管理便捷高效。打造信息化、數(shù)字化GRC板場——信息可視化管理平臺智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

可視化技術(shù)為板場管理提供了全方位的現(xiàn)場實景展示，項目管理人員通過電腦或者手機終端實時查看現(xiàn)場工作實況?？梢暬畔⒐芾砥脚_進行多方位信息監(jiān)控打造信息化、數(shù)字化板場——信息可視化管理平臺智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）

項目生產(chǎn)管理軟件基本實現(xiàn)了公司、分公司、項目部間對項目的進度、質(zhì)量、安全等過程管理的深度參與，管理人員通過計算機便能實時查看現(xiàn)場施工信息。打造信息化、數(shù)字化預制場——項目生產(chǎn)管理軟件智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）信號接收器內(nèi)置芯片信息顯示屏3、應用數(shù)控智能設備，提質(zhì)增效成效顯著——智能門禁系統(tǒng)智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）3、應用數(shù)控智能設備，提質(zhì)增效成效顯著——智能門禁系統(tǒng)智慧工地應用（技術(shù)點、重難點）信息處理系統(tǒng)判定是否開關(guān)無反應信息顯示系統(tǒng)

場區(qū)入口設置智能門禁系統(tǒng)，通過安全帽內(nèi)置芯片，實現(xiàn)人員的動態(tài)管理。3、應用數(shù)控智能設備，提質(zhì)增效成效顯著——智能門禁系統(tǒng)安全標準化管理員工入場建立個人教育檔案，通過使用安全教育多媒體培訓系統(tǒng)，對個人信息、培訓考試、勞保用品領用、體檢等做到信息化管理。員工使用無線控制器參與答題安全標準化管理辦公設施、生活營地統(tǒng)一部署，彰顯企業(yè)文化，施工現(xiàn)場安全防護、設備設施標準統(tǒng)一。辦公標準化現(xiàn)場標準化生活標準化安全教育標準化工程竣工投產(chǎn)實景圖PART

04工程竣工投產(chǎn)實景圖工程竣工投產(chǎn)實景圖文本內(nèi)容結(jié)語智慧工地以BIM、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)綜合應用為代表，保障工程建設各階段、各專業(yè)、各參與人員協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)工程項目集約化和精細化管理。智慧工