0 引言

預應力鋼結構作為空間結構的一種，集美學與力學特征于一身。BIM技術的引入，參數化思想的融合使得結構設計如虎添翼，工程師可以更快速地設計、計算，更準確地建模、制圖，更輕易地表達、協同。

徐州奧體中心項目是北京市建筑工程研究院BIM中心在BIM技術方面應用最全面，也是最成熟的實踐項目之一。該結構可以說是目前國內外同類結構中跨度最大的復雜索承網格結構，其跨度是263x243m，其施工難度也很大。接觸該項目之初，我們就想，BIM作為新興的技術，能否給這類復雜空間結構帶來好處。

因此，針對工程需求，基于北京市博士后基金項目 “基于BIM的預應力鋼結構全過程施工控制及監測技術研究”的科研成果，把BIM技術、結構分析、施工控制與監測技術相結合，在徐州奧體中心體育場工程中進行了全方位的BIM技術應用。

1 工程概況

徐州奧體中心體育場為超大規模復雜索承網格結構，平面外形接近類橢圓形，結構尺寸約為263x243m，中間有類橢圓形大開口，開口尺寸約為200x129m。體育場結構最大標高約為45.2m，共42榀帶拉索的懸挑鋼架，最大懸挑長度約為39.9m，下弦采用了1圈環索和42根徑向拉索。其效果圖和結構剖面圖如圖1和圖2所示。

圖1徐州奧體中心體育場效果圖  

圖2 體育場鋼結構剖面圖

2 預應力鋼結構族庫開發

2.1族庫標準

對于預應力鋼結構來說，施工中構件的準確下料、各構件的施工順序、索的張拉順序嚴重影響著結構最后的成形及受力， 決定著結構最后是否符合建筑設計與結構設計的要求。預應力鋼結構的施工難度大，施工要求高，因此基于BIM軟件技術進行項目模型的建立時族包含的信息就更多更大。

徐州奧體中心體育場的預應力鋼結構相關族建立時主要考慮了施工深化圖出圖的需要，模型的參數驅動需求以及體現公司特色的目標，因此在建立預應力鋼結構族庫的時候，運用企業自定義的族樣板，在Revit Structure的原有族樣板的基礎上結合公司深化的經驗與習慣，創建了適應公司預應力結構施工及日后維護的族樣板作為族庫建立的標準樣板，在此標準樣板中包含了尺寸、應力、價格、材質、施工順序等在施工中必需的參數。

2.2族庫建立

徐州體育場結構復雜，預應力鋼結構族庫建立是直觀重要的步驟。根據項目的需求主要建立了耳板族，索夾族，索頭族，索體族，及徐州體育場特有的復雜節點族，所建立的族如圖3~圖9所示。圖中的所建立的族具有高度的參數化性質，可以根據不同的工程項目來改變族在項目中的參數，通用性和拓展性強。

圖3 耳板族

圖4 復雜節點族

圖5環索索夾節點族

圖6徑索索夾節點上半部分   
 

圖7徑索索夾下半部分 

圖8索張拉工裝族

圖9 徐州體育場預應力鋼結構族庫

3 結語

工程實踐證明，所創建的預應力鋼結構構件族由于參數化的性質而具有很大的拓展空間?；贐IM的參數化預應力鋼結構施工深化設計方法可行性較強，不但能提高效率，還能降低出錯率。

 作者簡介：劉占省 北京市建筑工程研究院BIM技術中心