上海世博会博物馆BIM应用案例

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上海有一个很特殊的博物馆——上海世博会博物馆。它是世界范围内唯1关于世博会的博物馆，向大家展示1851年以来世博会历史及2010年以后各届世博会的情况，并为与世博会相关的文化交流提供平台。2017年，上海世博会博物馆正式对外开放。世博会博物馆位于上海世博会文化博览区，总建筑面积46550平方米。它南邻南外滩河滨公园，北为龙华东路城市次干道。

世博会博物馆设计项目无论在管理还是技术层面都有很大的难度。

管理难度：

项目坐落于中心城区，施工时间及场地受限，参与单位多达30家，业主、施工、设计办公场所不同，管理、协调成本高。

技术难度：

“欢庆之云”造型独特，为空间三维扭曲网壳结构，杆件和节点数量多，设计深化难度大;

杆件为箱型，截面切割变化无统一规格，加工难度大;结构整体跨度大，杆件、节点、焊缝多，施工难度大。

BIM协同管理平台能让以上难题迎刃而解

世博会博物馆是上海市实施BIM技术管理试点样板示范工程，该项目利用协同管理平台，对整个项目应用全过程中的模型、图纸、文档、流程进行管理，在设计、施工、运维阶段实现了全生命周期BIM应用。

BIM组织

BIM应用目标

设计阶段：

各阶段建模;

通过模型进行光照、风环境、热环境、火灾烟气模拟等性能化分析，提高设计效率;

通过多专业综合管线碰撞，优化设计阶段的管线排布;

通过三维模拟，提高业主决策效率。

施工阶段：

在设计模型基础上进行钢结构、幕墙、机电的深化，调整模型可实施性;

通过场地布置模拟，快速制定施工组织方案;

通过施工过程BIM量价的动态数据，为造价控制提供决策依据。

三维协同管理平台开发：

能支持PC端和移动端，提供项目管理效率。

实施方案

项目实施前：

制定完整方案，包括建模深度标准、文档及构件编码标准、协同平台使用手册、算量建模规范。

设计阶段：

采用Revit建立建筑、结构、机电模型;

采用Rhino+grasshopper进行异形曲面参数化设计。

施工阶段：

进行二次结构与机电专业深化，根据安装工艺添加保温层、法兰，形成施工模型;

采用Tekla进行节点深化并出图，模型加工预制，做正向三维设计施工。

竣工阶段：

添加设备属性、说明手册，满足系统需求。

运维阶段：

将竣工模型进行轻量化、构建化，利用数据库进行数据管理，进一步完善模型信息。

团队组织

项目由业主主导，由BIM总包对各BIM应用团队进行管理。由专家组对项目各阶段进行质量把控。

BIM技术环境

世博会博物馆项目有132项BIM应用，在其中挑选有价值的应用点深入实施。每个应用完成后，通过平台将模型文件流转，各参与方进行自检并交至下游工作组。在设计、竣工等关键阶段，由专家组进行指导、验收。

项目涉及软件众多，建模类软件有Revit及Tekla;协同平台在Bentley ProjectWise基础上进行二次开发，并在业主方、施工现场、设计院设服务器，以满足管理需要。

设计阶段应用

构建云方案模型，对方案进行研究比选，确定形态，为后续方案深化提供依据。

通过手绘、物理模型、拼贴等方式勾勒方案原型，利用Rhino构建云厅轮廓，借助Grasshopper进行参数化形体构建并进行规整化板块处理。本工程云单体结构为复杂曲面单层网格，在建筑底部以3条云柱扭转，逐级上升，其中24～26m包含大面积功能用房，在表现曲线造型同时，应采用参数化对云形体进行控制。

施工阶段应用

项目确定钢结构为BIM应用点，施工团队在常规钢结构深化设计软件基础上，以BIM平台为基础，以设计、加工、安装技术数据为支撑，多专业协同，实现深化设计与原设计、工厂制作、现场施工数据无缝对接。

基本深化流程

根据结构安全性要求和建筑功能性要求，对各节点、杆件进行深化设计，并依次进行结构计算复核和各类建筑性能综合测试，包括安全、美观、通风、采光等因素综合考量，最终完成可施工的精细化模型。

深化设计中的典型部位

云腿部分杆件截面及交汇节点优化：

利用Tekla平台可视化及参数化优点，通过对多杆交汇处作特殊处理达到合理连接且结构轻盈。复杂的杆件加铸钢节点的形式，大幅减少了铸件使用，使施工工期和工程质量得到保证。

24m钢平台处结构优化：

24m钢平台处结构形态突变，网格外扩角度增大，部分平台与网格碰撞。设计团队借助BIM模型，调整平台结构标高，根据云网格实际空间位置调整平台构件布置，采用异形截面、铸件、锻件共用模式，合理解决网格面突变矛盾

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