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絲路之聲劇場的設計理念來源于古絲綢之路，外觀設計萃取古琴撥動琴弦的動態(tài)曲線元素，造型獨特新穎，結構復雜。從舞臺到前廳縱向標高高差12m，橫向標高高差3m，為雙曲面鋼結構屋蓋，且包含大量鋼結構工程。其中包括較多大跨度鋼結構構件，如屋蓋鋼桁架長37.7m，高4.1m，單榀重量達31噸，現(xiàn)場場地狹小，吊裝難度大，多數(shù)鋼結構構件為異形構件，施工難度大。

傳統(tǒng)的鋼結構深化定位僅為平面標注，不夠直觀，在分層交底和施工的過程中極為不便，且出錯率較高，存在許多深化不到位之處，漏洞較多，在前期的深化工作中就出現(xiàn)了許多問題點（圖1為圖紙翻譯后的模型）。我們運用BIM技術將發(fā)現(xiàn)的問題進行優(yōu)化改進、精確定位，并將調(diào)整后方案立體直觀的展示和可視化交底，有效地避免節(jié)點錯位、誤差累積等，提高復雜節(jié)點制安的準確度（圖2為優(yōu)化后的模型圖，圖3為根據(jù)優(yōu)化后方案確定的混凝土柱頂標高精確定位圖）。

  圖1  原圖紙翻譯出的模型

 圖2  優(yōu)化后的模型圖

圖3  混凝土柱頂標高精確定位圖

在傳統(tǒng)的二維設計施工圖紙中，圖紙細部節(jié)點設計不細致、粗糙，導致制作過程中交底針對性不強且不易被工人接受，加工構件精確性較低，構件連接點、加筋加肋及相關節(jié)點偏差較大。我們在深化設計階段應用鋼結構專業(yè)軟件Tekla進行節(jié)點深化、受力分析、構件優(yōu)化，對本工程重要節(jié)點部位進行三維模擬，直觀立體展示節(jié)點穿插和連接方式等，精確地指導構件制作連接（圖4為細部節(jié)點的三維模擬展示）。

圖4 細部節(jié)點的三維模擬展示

傳統(tǒng)方式的吊裝施工方案通過文字描述、公式計算和平面圖展示很難全面的優(yōu)化與細化所有工序和關鍵節(jié)點，不具備較強專業(yè)知識的人員無法直觀地對施工工藝和操作方法有較深、較全面的理解，方案交底比較困難，出錯率高，安全隱患大（圖5為原方案中的吊裝方法示意圖）。                     

雙機同步抬吊示意圖 雙機站位及吊裝平面布置圖

             圖5 原方案中吊裝方法示意圖

劇院項目基于BIM模型，通過前期的三維數(shù)據(jù)庫模型的建立,還原模擬真實的鋼結構安裝及施工場景，并根據(jù)現(xiàn)場鋼結構形式特點,分析計算5榀桁架的整體重量、高度、位置信息，從而計算出吊車站位及荷載等吊裝數(shù)據(jù)分析，輔助技術人員進行方案的可行性、安全性和可操作性論證，為方案論證專家團隊提供參考，同時最終優(yōu)化調(diào)整形成最優(yōu)方案，并用3D形式文檔及模擬動畫等形式交底，保證了吊裝方案的順利實施（圖6為鋼結構吊裝三維方案和動畫模擬圖，圖7為鋼結構桁架吊裝完成圖）。

圖6 鋼結構吊裝三維方案和動畫模擬圖

圖7鋼結構桁架吊裝完成圖