BIM 技术在装配式建筑中的运用研究

发表时间:2020/12/14   来源:《建筑实践》2020年25期   作者:齐丽华 李海娥 于小舒 刘晓光
[导读] 我国建筑行业不断完善和创新,但在发展过程中也存在一些问题
        齐丽华 李海娥 于小舒 刘晓光
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        摘要:我国建筑行业不断完善和创新,但在发展过程中也存在一些问题,如在管理模式上由于受传统粗放模式的影响,出现严重的资源浪费、生态环境污染及破坏等问题,严重阻碍建筑行业的健康可持续发展。而装配式建筑的出现及应用,有效地改善了这一现状,为建筑行业发展指明了方向;同时,BIM技术在装配式建筑中的有效应用,进一步优化了装配式建筑的发展。基于此,文章研究BIM技术在装配式建筑工程中的应用。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;应用
        引言
        随着城镇化步伐的加快,城市建筑行业规模不断扩大,各地生态环境遭受到了不同程度的破坏,这就对建筑业在环境保护方面提出了更高的标准和要求。装配式建筑作为作业的后起之秀,因其自身的优点,受到了追捧。对于装配式建筑来说,其设计要点既要贴合实际,又要符合环保理念。体现了当下可持续发展的主流趋势。所以当下在建筑市场的设计以及施工过程之中,装配式建筑的比例占的越来越大。
        1BIM的基本内容
        建筑信息模型(BuildingInformationModel,简称BIM),由于其可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等众多优点,目前已成为行业重点推广技术之一。在现代社会之中,BIM技术实际上属于一种管理理念,其本质是利用CAD图纸及项目相关信息资料建立的一种信息模型,最终形成数字化技术。这一技术在建筑行业之中的应用,就可以确保其由二维空间朝着三维空间转变,即从建筑信息模型(BIM)逐步实现到城市信息模型(CIM)的跨越。BIM技术通过实现工程基础数据的储存,通过对工程项目的建模,最初在招投标中对现场施工总平面布置进行投标演示,到现场施工规划,再到现场机电碰撞检查应用、逐步到建立节点模型分析,指导现场施工,再到深化设计、成本控制、投资预算等方面发挥作用,并且通过这一部分数据还能够实现建筑工程真实的模拟,最终把控好预算,提升建筑工程的施工质量。最后通过BIM技术和VR技术相结合,项目的运行与维护阶段可进行便捷可视化管理,具有广阔的应用前景。
        2BIM技术在装配式建筑中的运用
        2.1构件生产中利用BIM技术进行质量管理
        由于精准度的要求,生产装配式构件时需要进行严格的全面监督、管控,这时BIM技术就可以发挥其效用,为构件生产的质量管理和监督提供重要保障。构件的生产需先进行设计,再根据设计进行生产,所以生产前的设计阶段可能会出现多次的设计变化,在这个过程中需要更加重视设计过程中的沟通交流,保障设计信息能得到有效传递,从而保障设计质量。BIM技术的应用可以通过标准化设计方式完善构件库,并以多样化的方式进行系统化分析,使生产厂家能通过模型的构建对设计人员所要表达的设计理念和意图有一定的认识和理解,更加明确设计的参数信息,从而可以顺利高效地进行构件的量化生产。通过BIM模型对生产进度进行一定的了解,对于构件集合、材料、数量及工艺等信息可以有更加明确直观的认识,以保证高效开展监督控制管理工作。
        2.2节点连接设计
        节点设计能够增强构件和装配式建筑的适配性。重点是双皮墙的连接设计,关键环节涉及确定混凝土区域的结构,依据不同层次的设计需要,做好外墙和内墙之间的受力分析,选择合适的受力形式,整个过程要符合设计规范。在混凝土浇筑环节,需要进行相关性分析,从不同类型的作业方式中选择最合适的方式,保证整体优势,提升建筑的整体质量水平。

在环形筋连接设计前期,要做好浇筑工作,该环节花费的费用低,周期短,在后续设计和实施环节可更好地满足建筑施工的要求,梁柱节点使用现浇混凝土连接,钢筋混合框架是梁的主要结构框架。这种设计不仅方便节点间的连接,还提升了结构整体的抗侧刚度,使用钢梁作为水平构件的材料,在降低自重的同时实现大跨度。
        2.3BIM技术在运行维修阶段的应用
        从相关资料来看,使用阶段是大部分建筑存活耗资最大的阶段,建筑的设计使用年限通常都是50年,在这期间所消耗的费用大大超出工程原本的价格,因此所消耗的费用呈现不断上涨趋势。为了保障运营商得到相应的经济效益,需要对建筑设备进行全面规范的维修检查管理,装配式建筑在进行部件维修检查时,需要处理很多的信息,这是因为要处理的数据众多,容易出现遗漏。另外,建筑物长时间使用的过程中,电路管线会出现老化和损坏,缩短建筑的使用寿命,如果长期不更换,容易引发火灾等安全隐患,严重的会威胁到人民群众的生命财产安全。为了避免以上危险的发生,需要对装配式建筑进行定期检查维修。这个过程中可以利用BIM的技术优势及其强大的信息管理系统,实时监控建筑设备的运行情况,及时发现问题并解决,将隐患扼杀在摇篮中,使公共财产安全得到有效保护。除此之外,在BIM模型中也可以辨别并选出可进行二次利用的资源,再进行一系列的加工程序,继续使用,使资源得到合理配置及最大化利用。
        2.4碰撞检测
        在创建土建模型之后,利用对应的软件系统,针对建筑、结构模型及机电模型进行碰撞检查,最终达到“零碰撞”,基于BIM三维直观等特点,确保建筑结构深化设计的精准性。如,在工程的建筑区域节点之中利用现浇的模式,其内部构件不会出现碰撞。但是因为预制梁和预制柱选择预制构件,再加上钢筋配置相对密集,就成为出现钢筋碰撞的主要因素。如果出现问题,就会直接影响工程,甚至还可能引发工期延误的问题。因此,构建钢筋模型与结构模型,就需要配合上软件,优化钢筋配置,最终完成碰撞检测,用户通过BIM建模分析,可提前进行查漏补缺,通过提前修正,避免施工后返工或无法施工等情况。
        2.5清单式质量控制
        通过对建筑物信息的整理及具体分析,对施工质量及进度的要求等进行明确是强化施工质量控制需要完成的工作。应用BIM技术进行模型构建时,要根据相关标准参数对物理和功能特征进行研究分析,对结构进行分解处理,在工程质量和进度的要求下合理划分控制清单。清单式质量控制对于装配式建筑施工的质量控制管理是十分有效的,通过生产清单对构件的ID识别码进行分析,质检工作人员可以对构件在模型中的具体位置进行综合分析,对质量信息进行采集和录入处理,从而有效控制施工质量。
        2.6BIM技术在模拟施工现场的应用
        利用BIM对施工现场进行模拟,是为了保证施工高效优质开展,减少重复工作。另外,为了提高装配式建筑的合理性和可操作性,可以利用BIM技术先建立一个建筑模型,然后根据实际需要在模型中调整相应的数据。比如,可预先利用BIM技术模拟装配式建筑吊装施工过程,以动画模拟的方式将整个施工流程呈现给相关技术人员。在整个过程中,对于其中出现的问题,可以及时采取有效对策,并不断优化施工方案,为后续吊装施工奠定基础。在进行吊装施工时,为了保证装配式建筑按照质量要求顺利搭建,施工人员可以利用BIM技术对整个构件的运输路线、塔吊的旋转半径等全程模拟,确保正式施工中各项工作都可按质量要求有效实施,使得整个装配式建筑的质量得以优化。
        结语
        总而言之,装配式建筑作为近几年建筑行业的后起之秀,已经紧跟国内建筑行业的发展潮流,取得了较大的突破和发展。因此除了要加强对相关政策的研究和学习,还要大力培养高素质的建筑业人才,增强对装配式建筑的理解和认识,使人才在专业知识和综合技能上都能跟随建筑行业的发展脉搏,打造高素质的专业人才队伍。此外,还要严格遵守行业内的规范对装配式建筑的发展进行合理把控和有效监管,在保证科学性的同时注重其合法性。只有这样才能推进我国装配式建筑的良性发展。
        参考文献
        [1]王海燕.浅析装配式建筑设计要点及存在问题[J].江西建材,2020(4):71.
        [2]刘瑶.装配式建筑设计要点及相关问题研究[J].住宅与房地产,2019(21):59.
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