由于整个二次结构是依托在主体结构上的，且全部是空间关系，这在传统的二维工作模式下已经无法精确的表达，同时为了能够直观的展现给业主和总包单位并方便交流与决策，因此我们采用了BIM技术解决了以上难点问题。
(1)施工模拟：办公楼--皇冠钢结构安装主要采用安装于核心筒中部的ZSL2700塔吊和核心筒东北角的ZSL750塔吊独立工作，当皇冠底部框架部分安装完成之后，ZSL2700塔吊拆除；随后ZSL750塔吊独立工作，直至完成皇冠第十层结构安装，然后在L67层北侧安装一台M37OR塔吊，用于ZSL750塔吊的拆除，同时完成ZSL750影响区域后装构件的补装。皇冠钢结构安装过程中需要在皇冠底部框架节点正下方设置支撑胎架，胎架下方L67层楼面结构需要进行临时加固，当底部框架焊接完成并形成稳定体系之后，对支撑胎架进行卸载。
皇冠结构吊装时从西北角位置开始向两侧扩展安装，安装时要形成稳定体系。成一个稳定体系后要及时进行测量、校正、高强螺栓安装、焊接。
本工程采用Navisworks软件对皇冠结构的施工过程进行了模拟分析，根据施工阶段模拟分析的结果，确定合理的施工顺序及施工方法，在必要的情况下采取一定的临时施工措施，如临时支撑及临时连梁的设置，从而确保整个项目能在设定的工期范围内顺利完成。见图13。
图13 施工模拟
(2)钢结构节点模拟：由于钢结构杆件繁多复杂，出现了多个钢管同时连接到一个节点的情况，对此使用Tekla软件对细部节点进行模拟，见图14、15。
图14 铸钢节点现场大样图
在本工程中采用了铸钢节点，本工程铸钢节点共计20个，处于核心筒顶部305m，高空之上，质量在4-6t，材质为G20Mn5qt，在皇冠结构中起到上、下结构之间的转换桁架作用，形状复杂、支管数量多、制作工艺及安装难度大。在对该处节点进行吊装时，其周围杆件并未安装，所以其所处位置为悬空，安装前必须设置支撑措施以保证安装过程的稳定性。支撑措施设置在纵向两根主杆件下部，每根主杆件下部设置一支撑点，支撑采用标准Ｈ300x300x10x15型钢制作，型钢端面设置调节钢板作为标高调节之用。施工时在各支管端面径向设置一条钢垫板，再将钢垫板中间部位作为该支管的控制点。施工过程中通过采用有效的支撑与测量措施、采用合理的吊装工艺和人员之间的相互合，解决了高空高精度对接的难题，效果良好，达到了安装精度要求。
传统的节点做法如：焊接节点、螺栓球节点等难以在构造、制作及安装工艺上满足现代钢结构的发展，随着计算机技术与铸造工艺的发展，铸钢作为建筑节点提供了一种新的选择。铸钢节点以其高强度、塑性、韧性以及良好的适用性受到工程界的广泛青睐。与传统节点相比，其有如下优点：
（a）铸钢节点在工厂内通过磨具整体浇筑，工序后续通过正火及调质等热处理，相对于焊接节点，可以免去焊接所带来的应力集中及残余应力。
(b)节点外形设计自由度大，可根据结构外形、受力情况、制作工艺等设计出最合理的截面形状，可以改变节点的应力分布状况。
(c)由于壁厚比焊接节点大且可以在相贯线处倒角，所以铸钢节点承载能力大。皇冠结构在第４层经结构转换变为内外两排桁架结构，内外侧桁架之间通过水平桁架、顶面桁架和其他斜腹杆件相连形成空间管桁架结构，其中第４层水平桁架在上、下结构之间起转换桁架的作用，由于内侧桁架节点为主要受力节点，在转换中起主要作用，该节点相交杆件数量多达11根，且夹角狭小，为了保证此部位节点强度要求，决定将该部位一圈所有节点设计成铸钢节点，节点数量共计20个，最大质量约6t。
图15Tekla模拟效果图
(3)其他：此外通过BIM技术可以直观的表达各机组的空间位置关系，对机房空间大小、走向等起到决定作用。Revit模型还可以优化建筑管道系统设计，使各专业管线关联起来，借助全面的建筑设备及管道工程解决方案，最大限度的简化工程项目。图16。在BIM模型中加入灯光效果，模拟建筑物在夜间的景观照明，展现3D动态效果，给业主方直观的视觉感受，方便业主做出方案决策。
图16 机电专业模型
问题及总结：
由于该工程为复杂钢结构，其造型奇特，结构复杂，故其施工工艺复杂，难度较大，传统的二维平面图根本无法满足设计和施工要求，在建模过程中，完全没有二维图纸依据，全部空间建模，且空间关系复杂，取点困难，支撑钢架顶部与轨道底平面尽量贴近，精度要求非常高，在建模后进行碰撞检测会发现很多交叉点碰撞，需要逐一处理，包括后期进行施工模拟，钢节点模拟等工作都需要和施工单位进行紧密配合，从总体施工流程、主要工程施工技术方案和技术保证措施、施工进度计划及工期保证措施等，针对工程特点和技术难点的分析及解决措施、钢结构施工安装等方面通过BIM技术的应用得到了有效的解决。由于整个二次结构是依托在主体结构上的，且全部是空间关系，这在传统的二维工作模式下已经无法精确的表达，同时为了能够直观的展现给业主和总包单位并方便交流与决策，因此我们采用了BIM技术解决了以上难点问题，在结构方面通过使用多个计算软件对该项目在节点、整体抗震、风环境等方面分别作出节点分析、动力弹塑性、风洞模拟等智能计算分析，突显了运用BIM技术的成熟性以及多样性。当然，在本工程的BIM应用上还存在一些问题，比如工程造价的计算，由于涉及到资金核算，该部分没能操作。
通过BIM在施工过程中的应用，使得施工模拟过程可视化，可在施工前通过动画演示各种构件在实际结构中的相对空间位置及相互关系，直接展示不同施工方法的实际效果，了解各种构件在实际结构中的方位及其内力和变形，比较多种施工方法，计算相应工况中的构件内力，为大型复杂结构的安装提出原则行方法和建议，合理的选择施工控制参数以指导大型结构体系施工过程，对比多种施工方案，制定施工计划并对方案在空间和时间上进行优化，以减少实际施工过程中的发生的事故，和预警实际施工过程中可能出现的问题，保证大型和复杂结构在施工上的质量、进度、主体结构和辅助结构的安全，最终缩短施工周期，提高社会的经济效益。
文：国辉
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