BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用

发表时间:2020/9/23   来源:《建筑实践》2020年5月第15期   作者:梁超
[导读] 在经济飞速发展形势的推动下,我国装配式建筑工程项目的建设数量与日俱增,并获得了良好的发展成效。
        梁超
        摘要:在经济飞速发展形势的推动下,我国装配式建筑工程项目的建设数量与日俱增,并获得了良好的发展成效。BIM技术具有诸多优势,能发挥可视化作用,在预制房屋工程项目的建设中十分常见。科学应用BIM技术,可以提升装配式建筑工程的施工效率,确保装配式建筑工程施工的质量,达到既定的施工管理工作目的。文章通过分析BIM技术在装配式建筑结构施工中的作用,提出了BIM技术在装配式建筑结构施工中的有效应用策略,以期有效提升BIM技术在装配式建筑结构施工中的总体应用水平。
        关键词: BIM技术;装配式建筑;施工管理;应用策略
        引言
        现阶段,我国装配式建筑在各地得到了广泛应用。作为建筑工程及土木程的新技术,BIM技术在建筑工程施工中发挥着重要的作用,在建筑工程不同环节的设计中,能够检测设计的合理性,并完成优化,提升了建筑工程的质量。将其应用于装配式建筑结构施工中,也能发挥出较好的效果。
        1装配式建筑施工的主要特征
        装配式建筑施工是利用大型建筑构件,现场组装建筑物的施工方式。该方式的主要特征可被概括为三个方面:一是施工周期更短,在装配式施工模式中,建筑物的墙体、管线等构件已经在加工中浇筑成型,施工现场只需要完成吊装等工作,因此其施工周期较短。二是施工现场对于周边环境的影响较小,传统的施工模式中,通常需要在夜间浇筑混凝土,因此其会产生严重的噪音污染、光污染以及废水污染。但装配式建筑施工简化了这一环节,因此所带来的污染相对较少。三是施工设计更为合理,传统的施工模式中,会严格依据图纸的设计开展施工,但施工现场通常会出现难以控制的变量,施工的变更流程较为复杂,其合理性也难以得到保障。但装配式施工通常会利用信息技术完成前期设计。在遇到临时变更的情况下,施工单位可通过信息技术预演变更流程,从而使现场施工更为合理。
        2 BIM技术的特性
        BIM技术的特性主要包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。其可视化纠错能力直观、实用,就算设计师将以往的二维的设计图纸转化成三维的形式展现出来,施工人员也能清晰地了解设计师的意图。这使得施工过程中遇到的问题可以提前至设计阶段纠正和处理,这样能节约成本和工期。通过BIM技术可以协调施工过程中出现的结构与管线碰撞等问题,充分体现出该技术的协调性。在设计阶段,BIM技术可以对三维模型进行光照、风环境、能耗等模拟试验,从而确定合理的施工方案,并进行成本控制;在运营期间,BIM技术可以进行地震、火灾疏散模拟。BIM技术相关配套的优化工具,如设计深化、绿色建筑分析、结构分析,可对大工程进行深度分析优化,优化后可以使业主清楚知道如何选取更合适的方案,达到控制投资成本目的。最后,利用BIM技术所导出的可视化、协调、模拟、优化以后的图纸,能更好地为后续服务提供信息化参考。
        3 BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用
        3.1数据采集与构件设计
        BIM技术需要对三类数据进行采集。首先,是利用全站仪等设备,对施工现场进行测量,并依据施工图纸以及地质结构,对地基结构进行分析,这部分数据是构建施工场景的主要依据。其次,是通过卫星成像技术或遥感技术,对施工现场周边的交通环境、建筑密度、生态环境等数据进行统计。通过这部分数据,设计人员将掌握到工程周边的环境,从而使建筑设计与施工规划更为合理。再次,利用3D成像技术,将施工机械、施工人员等数据设置为等比例模型。在具体的设计中,设计人员可利用这部分数据制作出一份涵盖了工程周边环境、地下结构以及施工现场的立体图形,从而使施工流程与构件设计得到更为合理的测算。


        3.2优化预制构件生产流程,加快其试制过程
        通过运用设计阶段BIM模型模拟吊装施L,理顺吊装顺序。结合构件堆场的平面布置更能优化吊装顺序。施工图中对于二次结构如构造柱、过梁、门抱框设置一般多为文字描述,施工前需依据图纸的具体要求对二次结构的设置定位进行具体深化。若每个二次结构构件均绘制立面图或详图,不仅工作量大,也易出错,对于标高变化多、部位复杂的二次结构,有时通过CAD图纸的二次深化也无法准确表达。应用专业BIM软件如Revit可实现二次结构的准确定位与参数化建模,在设计阶段前置施工方深化设计的工作,并提高深化设计的质量。在复杂部位二次结构的施工前可依据深化后的BIM模型进行三维可视化交底,从而避免施工错误。BIM技术可以将各参与方的设计信息进行共享。设计人员可以共享不同的“族”库,分享不同类型装配式建筑的设计理念和样板,为户型设计节约大量时间,满足市场多样化需求。为了保证预制构件的质量和建立装配式建筑质量可追溯机制,生产厂家在预制构件生产阶段就为其植入包括尺寸、材料类型、安装位置等相关身份信息的RFID(Radio Frequency Identification射频识别)芯片,联合RFID技术对预制构件进行智能化物流管理,提高预制构件仓储管理和运输吊装的工作效率。
        3.3碰撞检测与协同分析
        碰撞检测的主要目的是要星现出早期设计所存在的不合理因素。利用BIM 技术,碰撞检测的科学性将得到增强,其成本也将得到有效控制。例如,BIM 技术可协助检测工程质量,即对数字化模型,进行模拟抗风、抗震实验。传统的检测方式,需要分别制作抗风与抗震模型,再通过物理实验,将所获得的参数转化为实验数据。检测人员通过标准的分析公式,可了解到该建筑物的设计质量,但BIM技术可将数据模型输入到检测程序中,并利用信息技术营造出各类实验场景,从而使检测流程更为便捷。BIM技术可快速实现建筑构件的组装,通过场景还原,构件设计的缺陷,将得以体现,总之通过BIM技术所提供的碰撞实验,建筑的设计方案得到优化。
        3.4施工控制与吊装模拟
        在装配式建筑施工过程中,施工人员也可利用BIM技术优化施工方案。例如,技术人员可在吊装施工前,将机械数据以及工程参数输入到立体模型中,从而使该模型呈现出与施工进度相符的立体结构图,之后,技术人员应当在静态的模型场景中,实验不同的吊装工序,从而获得最为优化的设计。同时技术人员可利用该结果,分配机械、人力资源以及后期保障,从而使现场的位置、分工得以明确。然后,设计人员可将计算机界面中所体现的位置变化制作成教学视频。在施工开始前,技术人员可依据该视频为各岗位制定任务与站位。施工人员也可参照该视频对施工中可能出现的问题进行分析。利用BIM技术,吊装等工序将得到模拟,施工控制将更为有效。
        4 BIM技术在装配式建筑施工应用中的注意事项
        BIM技术在装配式建筑施工中的应用,建模准确性是影响工程施工质量以及技术应用效果的主要因素。因此BIM技术在装配式建筑施工应用中,建模准确性则为主要的注意事项。关于建模准确性的落实,工程施工单位及设计单位应从技术应用中的基础数据勘察方面进行落实,具体落实中应结合工程项目设计数据、工地地质数据、区域水文数据、交通数据、外部建筑物分布数据,进行建筑信息模型的构建,以此确保后期技术应用中基础数据应用质量的准确性和完善性,减少因基础数据应用不完善而建模不准确造成的各类安全性问题以及设计误差和返工问题,确保工程施工质量的合格性,并且保障工程项目在施工发展中的进度合理性。
        参考文献
        [1]王善库,李巍.装配式建筑结构施工中BIM技术的应用[J].四川建材,2020,46(07):83-84.
        [2]刘三玲,叶家成.BIM技术参数化模块在装配式建筑施工中的应用研究[J].广东土木与建筑,2019,26(11):45-49.
        [3]常泽坤,彭正斌,刘箫.BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用[J].智能城市,2019,5(21):25-26.
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