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摘要：随着我国经济的发展，对建筑的性能有了更高的要求，劲性结构节点被应用在越来越多的工程中。劲性混凝土结构是在钢筋混凝土结构的基础上，在梁柱等构件中加入型钢，提高承载能力，减少构件尺寸。劲性结构节点作为混凝土结构与钢结构之间的结构过渡，为结构施工质量控制点之一。
引言
超高层建筑中钢结构构件与钢筋冲突碰撞问题发生频繁，而利用BIM的虚拟技术模拟建造后，可以在施工前发现冲突部位，再采取优化钢构件或者钢筋形式、钢筋绑扎顺序等措施，有效解决这一问题。并且将解决措施形成设计文件、施工方案、交底记录等，最终BIM技术落地到现场施工。以A项目为例，介绍该项目在遇到钢构件与钢筋交叉的复杂节点时，利用BIM技术优化钢筋设计的一系列措施。
1使用BIM技术的目的和优势
1.1应用用BIM技术目的
利用BIM技术的虚拟现实技术，可以在实际施工前对复杂节点进行模拟，找到最优解决方案，为后期现场施工做好各项准备工作;既可以缩短后期的实际施工时间，又可以有效避免返工，节约材料，增加效率和作业连续性。针对武汉绿地中心项目环带桁架与巨型柱相连接的复杂节点，项目部超前考虑，在施工前8个月便针对第1次环带桁架施工进行了一系列模型建立与施工模拟。对于发现的钢筋与钢构件冲突情况，组织专业技术人员进行方案讨论与比选，最终针对不同部位钢筋，找到适合现场施工的处理措施，确保了第1道环带桁架层按照工期要求完成施工。
1.2采用BIM技术优势
对于复杂的工程施工节点，采用BIM技术进行施工模拟，可以利用计算机的虚拟建造模拟复杂节点的空间关系，并且模拟最接近现场实际情况，可以通过分析模型来提前考虑复杂节点施工措施与施工工序，真正做到技术指导施工。
2工程概况
2.1工程项目简介
A项目位于长江之滨，主塔楼地上120层，高度636m，建成后将成为华中第一高楼，结构形式为核心筒+巨型劲性柱+伸臂桁架+环带桁架结构形式。其中，环带桁架与巨型劲性柱相连接，由于连接部位有桁架斜向节点板，而巨型柱钢筋也复杂密集，使得巨型柱钢板安装施工存在很大困难，如果采用常规方式，该处钢筋可能需要打断或者出现无法绑扎现象。
2.2巨型劲性柱钢筋配筋形式
巨型劲性柱主要由纵向受力钢筋、四边长方形箍筋、角部约束小箍筋、最外围整体约束箍筋和拉钩组成。纵向受力钢筋有接近200根，箍筋形式有接近20种。如图1所示。
图1巨型劲性柱钢筋配筋(部分)
3基于BIM技术的劲性结构节点深化设计
3.1BIM模型的建立
采用BIM软件中的Tekla软件，只针对劲性结构节点建立BIM模型，建模流程为：熟悉各专业施工图图纸→钢结构专业建立钢柱模型→土建专业建立混凝土结构和钢筋模型。各专业在建立相关模型前，必须明确原有设计意图，设计图纸若有不清楚之处，应与设计单位进行确定。首先，由钢结构专业建立钢柱的BIM模型，且与钢牛腿完成拼装；其次，土建以钢结构模型为基础，按照设计图纸建立混凝土结构和钢筋的模型；最后，形成一个统一的劲性结构节点BIM模型。
3.2碰撞分析
传统的深化设计依靠技术人员的空间想象能力绘制剖面图，并进行优化调整等操作。建立BIM模型后，可直接利用BIM软件中的碰撞检查功能筛选钢结构与钢筋、钢筋与钢筋的碰撞点位，并针对碰撞点位逐一进行调整。
3.3冲突钢筋优化设计
利用软件找到了存在冲突的钢筋与钢骨，找准复杂节点的症结所在—钢筋冲突。针对与钢骨相碰撞的钢筋，采取措施进行优化。项目部组织骨干科技人员及现场管理人员，对钢筋冲突的问题进行优化讨论，经过几轮方案讨论，将各种方案按照有效性、可实施性、经济性等几方面进行打分，制作方案评选表，最终根据得分高低进行排序。得到的主要优化措施分为两种，其中一种是调节巨型柱竖向主筋位置，用以避开钢结构；另一种是对无法避开钢结构的钢筋，主要是箍筋和部分竖向主筋，优化钢筋连接方式，采用接驳器、钢筋连接板以及穿筋孔，确保钢筋按照设计要求安装到位。
图2钢筋冲突处理措施
3.4利用三维模型进行可视化交底
利用BIM三维动态技术，制作三维可视化交底。将需要工厂加工的连接板、穿筋孔板、接驳器等提前利用模型导出加工图，发放给加工厂加工。对于钢筋安装工艺，制作安装流程图册及安装动画视频。利用多媒体手段对施工班组进行三维可视化交底，使工人能够清楚直观地了解即将要进行施工作业的内容和方法，并将钢筋安装图册下发至班组，规范每一步钢筋安装要领，确保工人能够按照既定流程进行安装作业。
3.5经济效益分析
利用BIM技术优化环带析架层复杂劲性结构
钢筋后，取得了显著效果。首先，在工期方面，由于事前的预建造技术对复杂节点提前处理，施工时各工序工种之间穿插紧密，确保了提前完成环带析架层巨型柱钢筋安装;其次，在成本方面，提前的三维预模拟技术，利用计算机进行各种方案方法预演，有效避免现场进行试验所造成的钢筋浪费，同时，也避免后期安装绑扎出现问题后返工造成的材料浪费;最后，在质量方面，由于复杂节点的提前策划模拟，将复杂节点优化设计，既能满足设计要求，又能便于现场操作，从而使得现场实际绑扎效果良好，验收通过率高。
结束语
劲性混凝土具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力强、节约混凝土、增加使用空间、降低工程造价、提高工程质量等优点。而劲性钢筋则是在劲性混凝土组合结构所使用的钢筋。因此，要合理利用BIM技术对复杂劲性结构钢筋进行全面优化设计。
参考文献
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