BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用

发表时间:2020/8/4   来源:《建筑实践》2020年39卷第7期   作者:乔秀贺 张胜坤
[导读] BIM技术和装配式建筑的结合应用是我国建筑行业发展过程
        摘要:BIM技术和装配式建筑的结合应用是我国建筑行业发展过程中的一项重大改革.从团队组建,软硬件选取,模拟施工等应用点阐述了BIM技术在装配式建筑中的应用,并分析了两者结合下的应用效益和出现的问题.同时,以成寿寺钢结构装配式建筑中的应用实践为例,论证了BIM技术在装配式建筑中的设计深化,施工方案模拟,管线碰撞检查,成本控制,工期控制等方面有显著作用
        关键词:BIM技术;装配式钢结构建筑;有效应用       
1 BIM技术概述
        BIM技术是以计算机大数据和云计算为基础构建的专属于建筑领域的技术。它能够将技术人员的设计方案借助计算机屏幕通过三维立体的形式展现出来,工作人员通过动画模拟可以直观地检验设计方案的效果是否符合既定要求。尤其在大型设备使用和建筑安装领域中,BIM技术对于重点环节的施工都可以做出详细安排和统筹规划。此外,BIM技术能够同时对多种设计方案进行对比,最终选出最科学、合理的设计方案。通过BIM技术的直观展现,建筑最终呈现出来的效果一目了然,并且可以融入城市未来的发展规划中加以对比,确保建筑竣工后符合城市未来发展规划的要求?。
        BIM技术借助计算机的大数据功能,可以确保建筑的精确设计,尤其是在数据库的帮助下,建筑各项系统参数能够被全面储存,设计领域的各个细小环节都能够被纳入其中,施工阶段可能发生的预算和工期也都能够得到精确预算。数据库在BIM技术的帮助下已经实现构建级别,对于建筑项目管理中的数据计算也能够达到人力所达不到的精确度,这样就使得设计领域与施工阶段的工作效率和质量得到极大的提升。高精度的数据计算,在竞标过程中可以为建筑单位提供参数信息依据,尤其是对于材料价格和整体造价层面的预算有所明确,从而能够提高建筑单位竞标成功的概率叫在BIM技术的帮助下,计算机的强大计算能力能够确保工程设计和施工的稳定性,并且可以实现毫秒级计算,整个工程建设的所有参数都会在前期被详细掌握,对于工程建设中的各个环节所耗费的时间和材料,能够做到精确预估,避免浪费产生,从而以最少的建设成本建造出最高质量的建筑。
        2 BIM技术在装配式钢结构工程中的应用概况
        建筑工业化是一种旨在推动建筑产品朝着节能环保、质量可靠、生产高效、全生命周期价值最大化、可持续方向发展的一种现代化建筑生产方式。在这种目标的指引下,装配式钢结构逐渐成为推动建筑实现工业化的主要推动力。但装配式钢结构一般都具有规模大、构件数量多且繁琐、结构体系复杂多变,使得它在设计、施工、管理方面的工作充满了难度和挑战。BIM即建筑信息模型,即在三维数字技术的基础上,集成建筑工程项目中全生命周期的各种与之相关的信息,使其具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等突出特点。BIM技术的应用使得装配式钢结构的设计、施工、管理、运行维护等工作变得相对简便、易操作,在建筑行业BIM还是具有较广阔的发展空间的。
3.BIM技术在预制装配式建筑中的具体应用
        3.1深化设计阶段
        BIM技术主要应用Autodesk Revit等系列三维建模软件平台,有各个相关专业的设计人员为该项目创建建筑、结构、排水等3D信息化模型。在传统设计模式工作中,每一张图纸都先从平面开始入手设计,然后从绘制剖面、立面方面根据项目进度、业主要求来完善图纸的设计。为改变传统的工作方式可以利用BIM技术,利用这种技术可以减轻建筑师的工作量,建筑师通过模拟化的设计方式,大大提高其工作效率。模型作为设计过程的核心,它存在的意义并不仅仅是一个图纸,图纸是从这模型中生成的。设计人员可根据模型来实现对钢筋、孔洞等进行碰撞检查来完成构件安装模拟的检查。在建筑信息模型下,建筑师可根据自己的方式来生成自己所需求的图纸,还可以利用其建筑系统生成材料、算量、造价等辅助资料。装配式建筑的结构和传统的现浇建筑结构有一定差异,预制装配式构件中的预留洞口和管线都是在构件图中明确标注的,但现浇建筑结构是根据安装关口随机设定洞口的开凿,不能够是PC工厂准确的生产构件。

在维修及修改方面各工厂的技术员就饿能够根据PC构件及图纸就能够找到问题所在,而不是在现场逐一排查。
        3.2 BIM技术在钢结构装配式建筑安全管理中的运用
        建筑施工企业在开展具体工作时更加注重建筑质量的管理,而往往会忽略质量所造成的安全问题,因此必须加强对于施工的隐患排查,从而有效减少其质量所造成的安全隐患问题。科学合理的利用BIM技术能够对整个施工过程进行有效把握,真正实现精细化稳定管理,同时还能通过模拟技术来有效避免其中潜在的安全隐患,进而在后期钢结构装配式施工时做到防患于未然。该技术的有效应用还能够为施工过程提供预防机制,进而可以做到整个施工过程的安全管理有效性。所以无论是在施工前中后期,BIM技术的有效应用都能够实现对于安全隐患的有效排查,利用科学可靠的预防机制来真正实现对建筑施工的安全管理,同时还要加强对于工作人员施工过程的有效监控,从而减少在进行施工时的违规错误操作,掌握其实施具体工作动态,进而将各种安全隐患问题扼杀在摇篮中。
        3.3模拟施工
        模拟施工是整个项目最为复杂和关键的阶段,建立模型需考虑施工中的不确定因素,确保施工计划与实际施工的一致性。Timeliner具有联结项目进度表和三维模型数据的作用,向人们展示了四维的视觉效果,并将设计意图、施工进度、施工计划等具体情况做出了清晰表现。其中关于施工计划的模拟,需要对工程项目的立面布置图、任务栏信息、标注名称等进行表示与设置。而对于施工进度的模拟,则以施工流程为主,具有较强的说明性,具体体现在以下三个方面:一是对施工环境采用4D的形式来进行模拟,增强了环境的真实感;二是对施工过程采用4D的形式来进行模拟,利用Revit软件建立模型,再利用Navisworks等相关软件对施工过程进行模拟、分析,实现对不同工序的调整与定义,保证实际施工进度与进度计划相同,同时还能基于当前的施工进度,对以后的施工计划进行调整;三是对施工方案采用4D的形式来进行模拟,利用不同时间间隔来逆序或正序模拟施工进度,便于管理人员了解实际的施工情况,进而对多种施工方案进行比较,最终选择最优方案。
        3.4建立模型
        基于BIM技术,采用Revit软件建立相应的3D模型,能够针对初级用户对简单的工程结构进行设计。通过实践,发现其存在以下几项技巧:一是能够根据个人或是团体的设计习惯,创建相应的项目样板,便于后期项目模板定制工作的顺利开展,并保证视图参数、浏览器组织结构、出图基本设置均符合工程师习惯与绘图标准,进而提升设计的效率;二是基于现有族库,建立专属本项工程项目的构件族库,提高结构的受力性能,同时确保建筑空间的完整性,避免出现构件凸出墙体的现象。另外,在此之后的采光评估与能耗分析,还要设置围护结构的各项参数,因此不建议采用分析模型,达到提升模型性能的目的。
结语
        综上所述,不难看出,BIM技术在装配式钢结构建筑中的有效应用,可以进一步提高装配式钢结构建筑施工的精准度,降低建筑工程的施工风险,让建筑项目的成本投入能够有据可依、有迹可循,推动建筑企业高质、高效、高速发展。
        参考文献:
        [1]金占勇,田亚鹏,康晓辉,等.基于BIM技术的装配式钢结构建筑体系研究[J].价值工程,2018,37(34):203-204.
        [2]沈海英.B1M技术在装配式钢结构工程中的应用fJ].华东科技:学术版,2019(5):56.
        [3]王辉.BIM技术在装配式建筑质量管理中的应用[J].中外建筑,2019(2):148-149.
        [4]靳鸣,方长建,李春蝶.BIM技术在装配式建筑深化设计中的应用研究[J].施工技术,2019(16):53-57.
 
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