摘要:BIM技术相比较传统的建筑设计,具有可视化、直观性、模拟性的优势,与装配式混凝土住宅设计相结合后,能够有效弥补装配式混凝土住宅设计的不足,因而BIM技术在装配式建筑住宅设计领域得到了越来越多的应用。BIM技术在装配式混凝土住宅设计中的应用,对于装配式住宅设计的发展有着重要的意义,不仅能够提高装配式混凝土住宅设计的效率,保障装配式混凝土住宅的建设质量;还能够有效降低装配式住宅设计的成本,提高建设单位的经济效益。
关键词:BIM;装配式;混凝土;建筑施工;安全管理
引言
装配式建筑具有劳动效率高、绿色环保等优势,是建筑行业转型发展的重要方向。推动建筑行业信息化的BIM技术,已被广泛视为解决建筑业日趋凸显问题的革命性技术。当前我国装配式建筑和BIM技术的推广都仍处于初级阶段,基于BIM技术的装配式建筑体系发展前景广阔。
1BIM技术在装配式混凝土住宅设计中应用的优势
传统的住宅设计工作,虽然使用了信息化设备,一定程度上提高了住宅设计的效率与合理性,但是传统住宅设计依然是绘制施工图,并在施工图的基础上开展图纸会审、技术协商等工作。受限于施工图的精度、图纸会审、技术协商等因素,所开展的传统住宅设计工作存在着一定的偏差。BIM技术赋予了装配式混凝土住宅设计以精准性的优势,设计方可以根据建设单位提供的信息,使用BIM技术建立装配式混凝土住宅设计的三维模型,在三维模型中对装配式混凝土住宅的各个施工项目进行模拟试验、项目合作等,通过所进行的模拟试验,能够有效地发现装配式混凝土住宅设计中的不足,并通过修改BIM技术所构建的三维模型,再次进行模拟试验,以找寻到最佳的施工方案。还可以借助BIM技术的4D、5D模拟技术,对所设计的住宅建设方案,进行多方碰撞试验,从而发现装配式混凝土住宅设计中数据上的缺陷,并通过BIM技术的运算,解决这一缺陷。此外BIM技术还有助于以降低传统建筑设计对图纸的依赖,通过BIM技术替代图纸会审的优势。
2障碍因素分析
2.1政府支持力度不明显
迄今装配式建筑在我国仅在合肥、沈阳、深圳、等试点城市推进,在2016年《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》已经重点提出,要大力发展、建造装配式建筑,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。虽然在装配式建筑上有政策推进,但BIM技术运用依然没有政策推动,政府作为主要投资方也并未完全要求使用BIM技术,导致设计、施工方依旧遵循传统的二维设计、施工,致使BIM技术在装配式建筑中发展受阻。
2.2装配式建筑BIM标准化的阻碍
装配式建筑的BIM标准在国内仍未明确,同时也缺少BIM实施的指导意见、规范,因此BIM技术在装配式建筑运用时,企业没有明确的BIM实施标准,需要企业自身依据现有的规范建立装配式BIM标准,这需要企业付出巨大的成本。
2.3BIM技术人才的缺乏
国内BIM人才需求量巨大,有经验的工程师受传统设计、施工思维定势影响,加大了将其培养成BIM人才难度,高校学生接受BIM技术能力较强,但缺乏设计、施工经验,无法将BIM技术发挥出最大的效益。因而目前国内既懂装配式建筑又懂BIM技术的人才更为缺乏。
3BIM的装配式混凝土建筑施工安全管理
3.1BIM数据库的建立
由于预制构件的独立性,每个构件的细部存在差异,数量繁多时会增大技术人员交底的复杂性和加大工程深化设计的难度。而BIM数据库的建立不仅减少技术和管理人员的工作量,而且可以更为直观地体现构件的组成,从而有利于技术人员对劳务工人的技术指导,有效提高了构件的生产效率和质量。
3.2碰撞试验
BIM技术能够为装配式混凝土住宅设计工作提供4D试验、5D试验,对装配式混凝土住宅的全过程进行模拟试验,涵盖了装配式混凝土住宅的设计、施工、竣工等阶段,尤其是在预制件的生产、性能检测、建筑材料消耗等方面发挥着较为重要的作用。依托BIM技术开展碰撞试验的目的,在于对装配式混凝土住宅设计中较为重要的地区,通过碰撞试验,检测所进行的设计能否达到预期的设计目标,以便提升装配式混凝土住宅的建设质量。如可使用BIM技术对装配式混凝土住宅的建筑结构节点进行碰撞试验,在将各类试验数据输入到telaSixuctures之中后,便可以开始碰撞试验,根据碰撞试验的结果,可以详细的得出装配式混凝土住宅建筑结构各节点的试验信息,并对试验信息进行分析,以检测是否达到了预期的设计目标。通过碰撞试验,能够有效发现建筑结构节点上的不足,并通过BIM技术进行修改,在图纸生成之前,减轻了因修改图纸所带来的工作压力。
3.3现场施工组织和工序模拟
优良的施工组织和工序可以更好地提高施工效率并保证施工的安全性。运用BIM技术可以很好地对施工组织和施工工序进行模拟施工,从而保证预制外墙支撑、施工现场现浇部分模板的支护、现浇部分的现场浇筑、各种构件吊装等的安全性。模拟施工不仅可以得到相关的模拟数据,而且可以得到全方位、高效、安全的施工组织方案和施工工序,提高了施工各个阶段的安全管理。
4加强市场化引导和示范项目推广
4.1注重市场化引导
目前装配式建筑发展的动力主要来自于奖励政策、对建筑的装配率和预制率指标的考核。应该认识到,仅是装配率的提高并不是建筑工业化的目的;而劳动生产效率的提升、节能环保才是建筑工业化的最终目标。装配式建筑行业能否实现可持续发展,取决于新的技术是否给行业中不同环节的企业带来效率、效益等方面的实质性提升。因此,政府制定相关政策时,落脚点应在于对产业链中的核心环节(研发、设计、咨询)的激励。同时,政府应做好产业规划布局,推进装配式建筑全产业链建设,并通过合理宣传引导,提升企业对BIM技术应用经济效益和行业未来发展的认知,通过市场效益带动参与各方的积极性和创造性。
4.2加强研发、工程示范和经验推广
各科研院所、政府设立的相关技术推广委员会等应发挥牵头作用,联合企业、高校、社会团体的力量,从而增加对装配式结构体系、BIM平台和数据标准格式、装配式构件族库、复合墙板成套技术、节点连接技术等方面基础研究的投入。此外,装配式建筑标准体系的完善需要更多工程项目实践的探索。目前我国企业BIM应用能力偏弱和对BIM认识不足也与工程实践偏少有一定关联。通过总结一些示范项目、示范企业的成功经验,制定更健全的标准体系、形成可推广的BIM技术应用经验,以达到示范引领、以点带面的效果。
结语
装配式建筑结构是未来建筑发展的新方向,其具有施工效率高、环境污染少、施工周期短的优点。装配式混凝土结构构件预制要求严格,接缝处理是施工中的关键技术,根据结构的受力特点提出合理的接缝连接方式是装配式混凝土构件需要不断优化和解决的关键技术问题。其次,不同接缝连接方式下,对于偶然作用下结构的受力及破坏是今后需要重点关注的问题。预制钢构件技术相对成熟,螺栓连接的拧紧力的施加及测定方法是大跨预制钢结构重点关注的,钢结构的防锈问题同样应被关注。
参考文献
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