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BIM在抗震支吊架領域的應用

BIM技術在建筑機電工程中抗震支吊架斜撐安裝空間預測,介紹在抗震支吊架建族過程中以光圈形式將錨栓的作用范圍可視化,運用BIM技術的碰撞檢測功能可以達到錨栓間距檢測的目的。以廣州某大型項目為例,針對抗震支吊架安裝中最為常見的側向斜支撐安裝空間問題,選擇管線設備集中的地下二層核心筒走廊樣板區進行了成品與抗震支吊架的深化設計。最后提出了將最下層橫擔延伸通過型鋼底座與左側結構墻進行生根、側向支撐改為與橫擔一體的水平支撐和簡化管線空間布排等解決措施。

引言BIM是當下的熱門話題,以三維數字技術為基礎,能對工程項目相關信息進行詳盡表達。綜合管線部分是機電安裝工程中的難點,工具經BIM技術深化設計后的三維圖導出安裝節點圖,不僅可以提高機電安裝的精確性,還可以節省大量繪制抗震支吊架節點圖的時間。BIM模型信息的完備性、關聯性、協同性在建筑行業的應用,除了能減少工程成本并有效控制工程進度及質量外,還將為建筑行業的科技進步帶來不可估量的影響。抗震支吊架是以地震力為主要荷載的抗震支撐設施,對機電設備及綜合管線可進行有效保護,其由錨固體、加固吊桿、抗震連接構件及抗震斜撐(側向、縱向均為斜撐)組成。然而,由于抗震支吊架的安裝基于建筑的機電系統,因其設備管線復雜、設計圖紙信息不充分,以及其對建筑物的主體結構依賴性強,則后續安裝時安裝難度大,安裝空間浪費。在BIM技術的帶動下,抗震支吊架的深化設計能實現真正意義上的與周圍空間環境的精確匹配,減少現場不必要的“打架”問題。為了節約管線與抗震支吊架材料、增加建筑凈空間和提高抗震支吊架安裝的合理性,本文將對BIM技術在抗震支吊架模擬安裝和綜合管線進行碰撞檢測方面展開研究。

BIM技術在抗震支吊架斜撐和錨栓安裝的運用

1、斜撐安裝空間預測抗震支吊架的斜撐按其支撐形式可分為剛性支撐與柔性支撐兩種。剛性支撐斜撐材料一般選擇C型槽鋼、鍍鋅鋼管,因其同時能抵抗拉力與壓力,從而一般以單邊撐的形式存在;柔性支撐斜撐材料一般是鋼索,只能抗拉力,所以必須以兩邊對稱的形式存在。抗震斜撐按其作用功能劃分,又可分為側向支撐與縱向支撐,側向支撐是用以抵御側向水平地震力作用,縱向支撐是用以抵御縱向水平地震力作用。例如,管道同一點位,既安裝側向支撐又安裝縱向支撐,其作用原理是在管道質心水平面上形成互成90°的4個方向上的支撐,水平地震力從任意方向作用,管道均受到保護。成90°安裝的兩個剛性支撐,因其同時具有抗拉壓能力,所以能對管道作水平方向的保護;對柔性支撐,則須做水平面上互成90°的4個支撐。因此,抗震支吊架對斜撐、吊桿的性能有更加嚴格的要求。特別是斜撐兩端的抗震連接座更需要合理的設計,目前國際上最權威的的抗震檢測機構是美國FM認證機構。斜撐上用以與結構體生根的錨栓不僅需要驗算其拉拔性能,抗切能力也必不可少。斜撐安裝的空間位置是最復雜的,對樓板板底,一般斜撐與垂直吊桿之間的角度宜為45°,且不得小于30°。角度區間分為:3045°、4560°和6090°,角度的變化也會影響抗震支吊架能承受作用范圍,進而改變其最大間距。BIM技術的運用,能根據模擬的三維圖紙了解每個支吊架斜撐的具體安裝空間,結合管線綜合技術從而在設計階段就能確定每個支吊架的斜撐的安裝方式與角度,再根據具體的支吊架形式能承受的實際荷載與角度確定支吊架應有的最大間距,給出確定的抗震計算書及可靠的產品選型驗算過程。

2、錨栓間距檢測對于錨栓的檢測,首先確定錨栓的安裝位置,運用點荷載繪圖使結構的受力范圍可視化,使錨栓之間保持必要的間距,保證錨栓性能有效性,避免對結構造成傷害。利用BIM技術,將每一個錨栓的力學作用范圍表現出來,在三維圖中為光圈,如圖1所示。當作用范圍不重合則表示錨栓力的有效性能達到結構的承載。反之,則對支吊架安裝位置或者斜撐角度進行優化調整。抗震支吊架的族庫建設過程中,可以把對應大小錨栓部分設計成為一個相應大小的光圈,從而在支吊架模型放置完成后,利用BIM的碰撞檢測功能,檢測出相應的錨栓碰撞位置,再做出相應的位置調整。

經抗震加固后的建筑給水排水、消防、供暖、通風、空調、燃氣、熱力、電力、通訊等機電工程設施,當遭遇到本地區抗震設防烈度的地震發生時,可以達到減輕地震破壞,減少和盡可能防止次生災害的發生,從而達到減少人員傷亡及財產損失的目的。機電抗震支架是限制附屬機電工程設施產生位移,控制設施振動,并將荷載傳遞至承載結構上的各類組件或裝置。


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