天津117大厦项目BIM技术研究和应用
中国BIM运用经典案例集锦
近年来，全国各地涌现出了多座运用BIM打造的地标性建筑，现将其中几个极具特色的代表简单介绍如下：BIM应用于国家会展中心国家会展中心室内展览面积40万平方米，室外展览面积10万平方米，整个综合体的建筑面积达到147万平方米，是世界上最大综合体项目，首次实现大面积展厅“无柱化”办展效果。
总承包项目部引入BIM技术，为工程主体结构进行建模，然后把各专业建好的模型与总包建好的主体结构模型进行合模，有效地修正模型，解决施工矛盾，消除隐患，避免了返工、修整。
BIM应用于亚洲最大生活垃圾发电厂老港再生能源利用中心是目前为止在亚洲地区的生活垃圾发电厂里最大的项目，应用BIM技术使其在设计过程中节约了9个月时间，并且通过对模型的深化设计，节约成本数百万，实现了节能减排、绿色环保的成效，响应了国家号召，真正实现了老港再生能源利用中心的存在价值。
BIM应用于广州周大福金融中心(东塔)广州周大福金融中心(东塔)位于广州天河区珠江新城CBD中心地段，占地面积2.6万m2，建筑总面积50.77万m2，建筑总高度530m，共116层。
通过MagiCAD、GBIMS施工管理系统等BIM产品应用取得良好成效，实现技术创新和管理提升。
建成后的广州东塔和广州西塔将构成广州新中轴线。
BIM应用于天津117大厦位于天津滨海高新技术产业开发区的天津117大厦结构高度达596.5米，通过GBIMS施工管理系统应用(GBIMS广联达目前针对特殊的大型项目定制开发的BIM项目管理系统)，打造天津117项目BIM数据中心与协同应用平台，实现全专业模型信息及业务信息集成，多部门多岗位协同应用，为项目精细化管理提供支撑。
创造了11项中国之最，并运用BIM技术实现了成本节约、管理提升、标准建设。
BIM应用于苏州中南中心苏州中南中心建筑高度为729米，应用BIM技术解决项目要求高、设计施工技术难度大、协作方众多、工期长、管理复杂等诸多挑战。
该项目的业主谈到：“这个项目建成后将成为苏州城市的新名片，为保证项目的顺利进行，我们不得不从设计、施工到竣工全方面应用BIM技术!” 为保障跨组织、跨专业的超高层BIM协同作业顺利进行，业主方选择了与广联云合作，共同搭建“在专业顾问指导下的多参与方的BIM组织管理”协同平台。
天津117大厦高承载力超大长径比试验桩施工技术
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施工技术
第 40 卷
浇注法， 结合工程桩技术要求， 按耐久年限 100 年的 C55 自密实混凝 土 进 行 配 合 比 设 计， 工作性能应适 应孔深 120. 6m 灌 注 要 求 。 此 外， 还需关注与控制 狭小空间内超长混凝土导管施工质量风险 。 5 ） 后注 浆 深 化 设 计 与 质 量 控 制 类似场地超 长桩后注浆缺乏成熟 、 可靠的经验， 需进行针对性的 确认具体参数 、 工艺并严格实施 。 技术难 深化设计， 点包括：桩侧注浆 阀 布 置， 注 浆 管、 注浆阀连接与固 定， 水泥浆性能确定及配制， 施工过程成品保护等 。 6 ） 上部 非 摩 擦 段 侧 摩 阻 力 消 除 试桩静载检 上 部 25. 1m 为 非 有 效 桩 长 测考虑在自然地面进 行， 范围 。 鉴于采取预埋钢筋应力计测试换算等传统方 法结果不够直观 、 可靠， 因此从消除上部非有效桩长 段侧摩阻力角度， 结合场地条件研究新方法 。 3 3. 1 3. 1. 1 主要研究内容及成果 深厚砂土超深钻孔泥浆控制技术 泥浆研制 围绕护壁效 果 好 、 泥 皮 薄、 沉 渣 少 等 主 要 目 标， 经研究分析， 试 桩 钻 孔 泥 浆 采 用 反 循 环 工 艺， 选用 PHP 低 固 相 膨 润 土 泥 浆 。 基 浆 由 膨 润 土 、 纯碱 （ NaCO 3 ） 和水拌制而成， 其配合比根据水质 、 膨润土 性质试验确定 。 在此基础上加入一定量的由聚丙烯 酰胺（ PAM ） 在 NaOH 中水解形成的 PHP 胶体， 即为 新浆（ 见表 1 ） 。 泥浆通过循环系统重复利用并调节 性能指标， 可满足不同土层钻进及清孔需求 。
Abstract ： Combining with test piles of Tianjin 117 Mansion ，key construction technologies are analyzed and researched from ultra-deep drilling mud control at deep sand layers ， piles verticality control with fabrication and installation of super large and heavy reinforcement super-large length-diameter ratio ， cages ， high performance self-compacting concrete under the water to pour ， annular pouring at the vertical high density points ， as well was the design and construction of super-length double casing． The ultrasonic testing ， static load test and monitoring of the test piles show that the main quality control indexes meet design requirements． Key words ： bored pile ； length-diameter ratio ； self-compacting concrete ； super-length double casing 为提高单桩承载力 、 控制沉降变形， 在超高层建 筑和大跨度桥梁结构中， 经常采用超长 、 大直径钻孔 灌注桩， 桩长径比一般 ≤ 80 ， 直 径 1m 的 单 桩 极 限 承 载力一般 ≤ 30 000kN 。 由 于 设 计 施 工 的 复 杂 性， 超 大长径比钻孔灌注桩应 用 极 少 。 本 文 依 托 天 津 117 大厦试验桩施工， 系统研究和总结了滨海地区长径 比达 120. 6 的钻孔灌注桩的关键技术及措施 。 1 工程概况 117 大厦位 于 天 津 市 滨 海 高 新 区 中 央 商 务 区， 拟建地下 3 层 、 地 上 117 层， 建 筑 高 约 600m 。 工 程 其中 2 根试桩桩长 第 1 批 4 根 试 桩 直 径 均 为 1m ， 120. 6m 、 有效桩长 95. 5m ；另 2 根试桩桩长 100m 、 有 效桩长 76m 。 混凝土设计强度等级 C50 ， 桩底 、 桩侧 均采用后注 浆 。 试 桩 单 桩 极 限 承 载 力 为 42 000kN ，
超高层项目BIM技术研究和应用
1、BIM实施策划体系
1）管理目标
实现以下五大管理目标： 提高深化设计的质量和效率； 提高总承包进度计划的管理能力； 提高现场施工方案的合理性与科学性； 提高分包协调管理能力和信息沟通效率； 提高商务合约管理可靠性。
1、BIM实施策划体系
2）应用范围
BIM在建筑全生命周期中的应用
住宅区(1期) 马球会所
中央商务区 CBD
住宅区(2期)
马球场
马房及训练场
项目概况
CBD一期（117大厦项目）概况
总建筑面积：84.7万平方米 方米 总用钢量：27.9万吨 混凝土用量：61万立
117主塔楼：高度597米，为中国结构第一高楼。
中央商务区 CBD
CBD一期
项目概况
天津117大厦结构概况
BIM模型维护 场地分析 建筑策划
规划
设计
施工
运营
方案论证 参数化设计 性能化分析 工程量统计 协同设计 可视化设计 管线综合 数字化建造 4D施工模拟 5D施工模拟 物料跟踪 施工现场配合 竣工模型交付 维护计划 资产管理 空间管理 建筑系统分析 灾害应急模拟 建筑改造
表示在117大厦项目中的应用
117主塔楼结构形式为巨 型框架-核心筒-巨型斜撑 结构； 总部办公楼为框架-剪力 墙结构（H形钢骨混凝土 柱）。 塔楼首层建筑平面尺寸约 65m×65m，4200㎡，以 0.88°渐变至顶层时平面 尺寸约45m×45m， 2100 ㎡ 。
总部办公楼 117塔楼
地下室
合同模式
合约 界面
PC (采购+建造)模式总承包
各专业设计信息 设计模型信息 «IFC格式文件» 设计模型信息 «IFC格式文件» «IFC格式文件»
看看天津117大厦是如何提高洗泵成功率
看看天津117大厦是如何提高洗泵成功率前言超高泵送施工技术一直是超高层建筑施工的关键技术。
近年来，随着我国城市化进程的加快，越来越多的超高层摩天大楼拔地而起，混凝土超高泵送技术在超高层建筑施工中的地位也变得越来越重要。
然而，根据目前国内超高层的施工实践经验，在建筑高度超过300米以后混凝土的超高泵送依然是超高层施工的技术难题。
尤其是在洗泵阶段，传统洗泵方式堵泵概率大，泵管清洗不净，泵管密封处容易损坏等诸多情况，使得传统洗泵方式已经无法满足混凝土超高泵送的洗泵要求，亟待研发一种新的洗泵方法。
水气联洗——来自天津117大厦的解决方法水气联洗工艺是将常规的水洗方式与利用气体压力的气洗方式相结合，解决了超高层建筑混凝土泵送难题，提高了洗泵成功率，极大地降低了施工成本。
工艺原理水气联洗装置由气洗装置和混凝土回收装置组成。
混凝土泵送结束后，先进行泵管气洗，气洗结束后再进行传统的水洗施工。
气洗过程可将泵管内大量混凝土回收至搅拌车内，减少泵管内混凝土量，使得在水洗过程中大幅节约洗管用水量，同时使泵压不至过大，避免高压水对密封圈及界面处混凝土的冲蚀而导致洗泵失败。
工艺流程操作要点1混凝土回收装置准备混凝土回收装置由超高压泵管截止阀、回收架、回收弯管、搅拌车组成。
在混凝土浇筑前完成回收架的搭建及回收管道布置。
在混凝土浇筑完成之后，首先关闭截止阀拆除截止阀后面的1-2节超高压泵管，然后快速连通回收装置管道，并将搅拌车开至混凝土回收装置处，同时将顶模布料机臂架扬起保证布料机管道竖直。
2泵管混凝土回收准备工作就绪后打开截止阀，超高压管道内的混凝土做近似于自由落体运动回流至搅拌车内，只剩下水平管道及回收弯管部分混凝土。
此时注意根据超高压管道的长度计算管道内的混凝土量，从而确定混凝土搅拌车可装载混凝土的体积。
3气洗装置准备气洗装置由进气口、注水口、放气孔、气压表、高压管道五部分组成，此装置为项目采购的三一重工国家发明专利（授权专利号：201410362651）成型产品，气洗开始前需将橡胶海绵球装在气洗装置的两侧，然后通过注水口将两端海绵球之间的空间注满水，调节放气孔确保气洗装置注满水，进气口主要在气洗时将空压机胶皮管一端连接在进气口上。
天津高银117大厦巨型支撑设计与思考_包联进
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｔｈｉｎｋｉｎｇ ｏｆ Ｍｅｇａ Ｂｒａｃｅ ｉｎ Ｔｉａｎｊｉｎ １１７Ｔｏｗｅｒ
第１６卷 第２期 ２０１４年４月
建 筑 钢 结 构 进 展 Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
Ｖｏｌ．１６ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２０１４
天津高银１１７大厦巨型支撑设计与思考
包联进，汪大绥，周建龙，陈建兴，童 骏，陆道渊
（华东建筑设计研究院有限公司 ，上海 ２００００２）
３．２ 巨 型 支 撑 特 殊 布 置
在已建成的 超 高 层 建 筑 中 ，跨 层 布 置 的 巨 型 支 撑 一 般与承重结构 呈 一 体 化 布 置 ，即 支 撑 与 周 边 外 框 架 布 置 在一个平面内，节点处支撑与 梁、柱 的 变 形 和 内 力 传 递 彼 此协调，如芝加哥希 尔 斯 大 厦 、香 港 中 国 银 行 （图 ５）。 巨 型支撑由于外 框 架 在 连 接 节 点 的 连 续 约 束 ，其 自 由 长 度 与常规单层单 跨 布 置 支 撑 基 本 相 近 ，加 之 巨 型 支 撑 截 面 回转半径较大，长细比较小，在 受 压 时 一 般 不 会 产 生 屈 曲 现象。
２个楼层有一个可靠的约束。 塔楼１区立面采用人字支 撑（图 ６），支 撑 跨 越 地 下 １
４ ４
建筑钢结构进展
第 １６卷
在目前仍然是 优 先 和 广 泛 采 用 的 。 然 而，跨 越 多 层 及 多 跨的 巨 型 斜 撑 越 来 越 多 被 采 用 。 ［２］ 这 种 支 撑 的 设 置 形 式 使梁、柱结构系 统 在 抵 抗 重 力 荷 载 和 水 平 荷 载 时 受 力 更 协调，增强了外框结构的抗侧 力 刚 度 ，促 进 了 超 高 层 建 筑 和结构的进步，为超高层建筑 创 造 出 更 有 效 的 结 构 形 式 ， 明显地 拓 宽 了 传 统 斜 支 撑 的 概 念 ，也 带 来 了 新 的 技 术 挑战。
3.天津117大厦项目BIM技术研究和应用
计划管理 生产管理 图档管理 合约管理 …
1、BIM实施策划体系
1）管理目标
实现以下五大管理目标： 提高深化设计的质量和效率； 提高总承包进度计划的管理能力； 提高现场施工方案的合理性与科学性； 提高分包协调管理能力和信息沟通效率； 提高商务合约管理可靠性。
1、BIM实施策划体系
-
应用 10、项目综合统计及报表: 关系数据方式
工程BIM 信息
«IFC格式文件»
«<软件平台待定>» 设计模型的整合与应用
- 1、设计模型整合及维护 - 2、综合设计碰撞:
数据集成 设计模型信息
«IFC格式文件»
设计模型信息 «IFC格式文件»
设计模型信息 «IFC格式文件»
设计模型信息 «IFC格式文件»
总
承
BIM信息化工作小组
包
管
理
层
BIM工作组组长 BIM工作组副组长
BIM工作组副组长
土 建 BIM 工 程 师
钢 结 构 BIM 工 程 师
机 电 BIM 工 程 师
幕 墙 BIM 工 程 师
装 饰 BIM 工 程 师
综 合 BIM 工 程 师
BIM BIM
系
系 BIM
统
统
资
数
开
料
据
发
管
管
维
理
理
护
- 1、项目模型的合并与分拆
- 2、模型版本与变更管理
-
综合 3、设计信息浏览: 3D方式
4、施工设计信息浏览: 3D方式 5、进度计划及状态浏览: 4D方式 6、资源需求计划及耗用浏览: 基于3D模型
- 7、工程资料信息浏览: 基于3D模型
天津高银117大厦巨型支撑框架_核心筒结构模型振动台试验研究_张宏
物理量 长度
弹性模量 频率
模型相似关系（ 模型 /原型）
相似关系 1 /40 1 /3. 0 10. 20
物理量 质量密度
时间 加速度
表2
相似关系 5. 128 0. 098 1 2. 6
2. 3 模型设计及简化 塔楼结构嵌固部位为地下 1 层的夹层，试验模
型中包含地下 1 层，竖向构件嵌固于模型底板上，地 上部分包括塔楼及与塔楼相连的裙房。
第 45 卷 第 22 期 2015 年 11 月下
建筑结构 Building Structure
Vol． 45 No． 22 Nov． 2015
天津高银 117 大厦巨型支撑框架-核心筒结构模型 振动台试验研究*
张 宏， 田春雨， 肖从真， 曹进哲， 郝 伟， 李建辉
（ 中国建筑科学研究院，北京 100013）
7 1. 52 1. 51 0. 00 0. 00 0. 00 8. 07 0. 00 0. 00
8 1. 45 1. 45 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 7. 69 0. 00
图 6 原型与模型计算结果误差比较
铜板焊接而成。每层先安装钢构件（ 但钢柱是若干 层一次安 装 的） ，绑 扎 竖 向 构 件 钢 筋，浇 筑 竖 向 构 件，然后施工水平构件。模板采用聚苯材料。 3 试验装置及工况
1 工程概况 天津高 银 117 大 厦 是 一 幢 以 甲 级 写 字 楼 为
主，并且附有 六 星 级 豪 华 商 务 酒 店 及 相 关 设 施 的 大型超高层建筑，总建筑面积约 37 万 m2 。塔楼结 构高度 597m，大大 超 过 我 国《高 层 建 筑 混 凝 土 结 构技术规程》（ JGJ 3—2010 ） ［1］限 值，为 超 B 级 高 度的建筑。塔楼地面以上 117 层，地面以下 3 层。 结 构 平 面 布 局 呈 正 方 形 ，其 尺 寸 沿 竖 向 逐 渐 内 收 ， 办公层平面边长由 65m 逐渐 收 进 至 50m，酒 店 则 由 50m 收进 至 45m。结 构 平 面 长 宽 比 为 1 ∶ 1，钢 筋混凝土核 心 筒 位 于 结 构 正 中，整 体 结 构 布 置 规 则、对称，无凹进。
天津高银117大厦结构体系设计研究
第42卷第3期2012年3月建筑结构Building Structure Vol．42No．3Mar．2012天津高银117大厦结构体系设计研究刘鹏，殷超，李旭宇，刘光磊，黄晓芸，何伟明，李志铨（奥雅纳工程顾问，北京100020）［摘要］天津高银117大厦建筑高度597m ，共117层，是中国在建的屋顶高度最高的建筑物，结构高宽比达到约9.5，均大大超过现行规范限值。
为满足结构抗震与抗风的技术要求，结构采用含有巨型组合柱、巨型支撑及转换桁架组成的外框架以及含有组合钢板剪力墙的钢筋混凝土核心筒形成的巨型框架钢-混凝土混合结构体系。
塔楼的结构高度、高宽比、巨型柱截面尺寸等均创造了中国现有建筑物的工程记录。
结合新抗震规范的部分要求，作为在高震区设计建造的超高层建筑，在反应谱选取、整体刚度控制、材料与构件选型、性能化设计、巨型柱设计、防倒塌及稳健性分析、弹塑性动力时程分析等方面均体现了许多新的特点和设计要求。
［关键词］天津117大厦；超高层；巨型框架；高震区；巨型柱；组合钢板剪力墙中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：1002-848X （2012）03-0001-09Structural system design and study of Tianjin Goldin 117mega towerLiu Peng ，Yin Chao ，Kevin Lee ，Liu Guanglei ，Huang Xiaoyun ，Goman Ho ，Alexis Lee（Arup ，Beijing 100020，China ）Abstract ：Tianjin Goldin 117mega tower has an architectural height of 597m with total 117storeies and the coronation of having the highest roof among all the buildings under construction in China．Structural height-width ratio is approximately 9.5，exceeding the existing regulation codes significantly．In order to satisfy the earthquake and wind-resistingrequirements ，a structure consisting of a perimeter frame （including mega composite column ，mega brace and transfer trusses ）and reinforced concrete core containing composite steel plate wall was adopted to form a mega frame steel concrete composite structural system．The tower keeps the records for structural height ，height-width ratio and mega-column sectional dimensions among current Chinese engineering projects．Complemented by some of the new requirements in the latest Chinese building seismic design codes ，design of the super high-rise building in high-intensity seismic area exhibits a number of new features and solutions to professional requirements in response spectrum selection ，overall stiffness control ，material and component type selection ，seismic performance based design ，mega-column design ，anti-collapse and stability analysis as well as elastic-plastic time-history analysis．Keywords ：Tianjin Goldin 117mega tower ；super high-rise building ；mega frame ；high intensity seismic zone ；mega column ；composite steel plate wall作者简介：刘鹏，博士，副总工程师，Email ：peng．liu@arup．com。