项目概况
杭州市上城区体育中心工程，位于钱江路西侧、候潮路南侧、北师大附中操场北侧。总建筑面积：55090.07平方米，其中地下四层，地上13层，建筑总高度59.90米，地上建筑面积（不含架空层）30622.3平方米。地上功能分区：一层为架空层，二-四层为一般训练房，五-八层为水球馆及其比赛附属用房，九-十二层为篮球馆及其比赛附属用房，十三层为轮滑馆。地下建筑面积22111.65平方米，地下共四层，主要功能分区：地下一层为非机动车停车库，地下二-四层为机动车停车库设备用房。主楼采用钢筋混凝土框架-剪刀墙结构，局部采用钢结构。
重难点及解决思路
在本次工程中，钢结构是上部结构施工的重中之重，也是此次案例分享中的重点。大楼六层水球馆和九层篮球馆均采用桁架钢结构，其中：水球馆平面桁架钢结构从七层楼面21.740m提升至九层桁架层楼面33.500m，整体提升高度11.76m；篮球馆平面桁架钢结构从九层楼面33.500m提升至十三层桁架层楼面49.550m，整体提升高度16.05m。若是在钢结构布局上策划不合理，将严重影响整个工程的质量、安全和工期。
▲钢桁架剖面示意图
之外，本工程屋盖采用双层正放四角锥形网架结构，网架长度多达58.9m，宽达37m，总量约为150t，安装高度位于56.050m~58.550m处，网架节点均采用螺栓球连接。从数据上来看，其屋盖施工之难也是显而易见的。
▲钢网架架剖面示意图
为解决两层桁架的施工问题，项目组采用BIM技术对钢结构桁架进行深化设计，合理处理钢结构各个连接节点，以保证施工现场能够高效、准确的对整个桁架的安装。在安装方式上，基于现场条件，项目组对钢结构桁架采用楼盖下层楼面整体拼装方式，利用“BIM+VR”技术对整个施工方案进行仿真和虚拟漫游，以保证该方案的顺利实施和钢结构桁架的安装质量。
为解决该屋盖大跨度钢网架的施工问题，项目BIM团队运用REVIT和品茗HiBIM软件对本工程屋盖大跨度网架进行建模，合理处理网架各个连接节点。同时，针对整体施工方案展开深度分析，运用BIM仿真技术，最终采用最经济、合理又符合现场施工环境的胎架滑移法施工方案。
项目BIM运用情况
上述重难点及解决思路的探究，其实我们已将BIM运用的结果公布了，接下来的部分我们将重点围绕项目两大难点，看BIM是如何具体化解施工难题的。
01.基于BIM的钢结构深化设计
在钢结构桁架层盖的深化过程中，项目组利用BIM技术创建工程，创建出桁架结构，H型钢加劲板，高强螺栓，连接板等构件，对整个模型进行组装。通过建模过程的不断修改与分析，成功构造出了整个桁架楼盖的BIM模型，为钢架构的工厂加工以及现场拼装提供了有效的依据。通过现场实践，基于BIM技术的钢架构深化设计，大大降低了钢架构加工时的出错率，显著提高了施工现场的安装质量和效率。
02.基于BIM的钢桁架提升仿真模拟
针对钢结构桁架的安装方案，结合对施工进度、安全、经济效益等多方面进行考量，最终选择采用小千斤顶集群整体提升方案。为了验证方案的安全性和可实施性，项目团队通过采用“BIM+VR”技术，开发了一款仿真漫游软件，实现了施工方案的仿真和施工场地的漫游，为桁架楼盖整体提升了参考和依据，为后期现场实施的顺利进行提供了安全保障。
03. 基于BIM技术的监测设备定位与提升监测
根据项目部制定的整体提升施工方案，需采用监测设备对桁架结构整体提升过程的变形情况进行监测，本项目采用了基于视觉识别的桁架整体提升应力监测方法，与传统的使用应变计、应变片进行钢架桁架变形监测相比，该方法属于非接触式应力应变测量方法，减少了现场管线的使用，便于整体提升时的受力监测。但施工场地空间狭小，需要对监测设备合理定位以及安装，在施工之前，通过BIM模型以及VR仿真，合理排布了监控设备，保证了施工监测工作顺利的进行。
04. 基于BIM的大跨钢网架屋盖施工方案优选
大跨度钢网架结构自重轻、刚度大、抗震性优良、受力合理，是近半个世纪以来发展最快的空间结构体系。随着网架结构的快速发展，网架结构的施工水平、施工技术和施工方案也在不断的发展。早期的工程施工以高空散装法、分条（块）吊装法、滑移法为主，随着计算机技术的不断发展，出现了计算机辅助整体提升法、整体顶升法。对于大多数工程而言，常常有几种施工方法都可以实现网架结构的安装，选择合理的施工方案关乎整个项目的成本、进度、安全、质量。
基于上述的几种施工方法，项目组在进行施工模拟之前，首先需要创建好四种拟定施工方案的BIM模型，包括体育中心的主体结构模型以及施工辅助设施模型。其中施工辅助设施模型包括施工方案中所用到的脚手架、卷扬机、顶升支架等等。
在此我们就不一一展示方案的预演过程，但要强调的是，为了对方案做出具体的对比，项目组对拟定施工方案的施工影响面积、高空作业量、施工辅助设施用量等参数进行统计，还通过BIM施工仿真模型得到所用机械、临时支撑构件用量等数据，更甚的是，项目组还依此将辅助设施费用和工期指标都计算了出来。这些参数的对比可以更直接反映方案的优劣，也为项目组的决定提供了一层可靠的保障。
但这还只是一小部分的对比数据，之后，项目组利用了隶属度矩阵进行了更细化的分析，最终选择出了最优质的施工方案，彻底解决了屋盖施工难题，在此也就不再赘述。
基于此，其实我们可发现，BIM的价值体现之处，并非在高大上的虚拟模型里再度凭借幻想找寻施工方案的出口，而是于那些模棱两可的细节里确定最渺小的一个数据，从而依此找到最合适的建工方法。BIM可视化的背后，看见的不应只是一键拔地而起的3D建筑的华丽，而是背后构筑它的坚实可靠的千万数据。
BIM背后的效益
在大跨度钢桁架液压提升施工中，确定了提升平台、施工现场的最佳布置方案，合理安排了钢桁架与周边钢结构、混凝土结构的时间，与传统的液态提升施工相比取得了一定的经济效益，采用本工法后单层钢桁架施工及周边钢结构、混凝土结构施工工期提前了17个日历天。
比传统钢桁架液压提升施工工法，本工法在有效保障施工质量和施工精度的同时，通过提供模拟施工，提高作业人员施工熟练度，减少了施工工期，降低了材料的损耗，节约成本16.098万元。
除经济效益外，此次项目还取得了大量的BIM科研成果，包括三册论文、三项专利、两项示范工程等，参与三次BIM相关大赛均有获得奖项。
