BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用研究

发表时间:2021/4/1   来源:《教学与研究》2021年55卷1月1期   作者:李璐
[导读] 随着我国建筑行业的高速发展,逐渐暴露出传统建造方式存在管理落后、各工种协同差、能耗高等问题
        李璐
        舟山航海学校,浙江省舟山市 316000
        摘要:随着我国建筑行业的高速发展,逐渐暴露出传统建造方式存在管理落后、各工种协同差、能耗高等问题。针对此现状,“十三五”计划中指出发展绿色建筑、绿色建材,大力强化建筑节能,于是一种高效、绿色节能的建造方式再次发展起来———装配式建筑。借助信息化高速发展的优势,装配式建筑与BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术等信息化手段的融合,使得建筑业迎来了新一轮的升级转型,如何使信息化手段最大化地应用于装配式建筑,成为人们不断追求的目标。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;结构施工
        引言
        装配式建筑结构在施工形式上与传统建筑有所不同,改变了原有在施工现场配比混凝土并浇筑的形式,转变为预先将混凝土建筑构件生产完成后再送至施工现场直接装配。包含施工中涉及阳台、立柱、隔板、梁等构件,直接在施工现场拼装即可。在安装方面只需通过构件预留的孔洞和钢筋匹配后再灌浆浇筑即可完成。装配施工形式工期短、工艺简单、环境影响小、施工成本低,因此具有较广泛发展空间。BIM技术是建立在3D基础上的数字模型,通过将建设项目信息加以改进实现技术支撑,属于建筑信息模型技术,可极大提升工作效率,并让内部工作结构得以优化,提升施工的安全保障。
        1BIM技术概述
        美国的一位教授最早提出BIM的概念,全称为Building Information Modeling,顾名思义它是指在一个模型中囊括了建筑工程的所有信息,说得具体一点就是将建筑工程项目的全部信息数据通过一个三维模型将其展示出来,这些信息可以包括建筑工程的施工程度、管理状况、施工材料等。其实这个概念刚提出来的时候,仅仅是制作一个非常简单的产品模型,其包含的建筑信息也非常有限。但随着经济全球化和第三次工业革命的推进,数字化信息技术的发展促进了BIM技术的成熟。随着BIM技术的完善,它开始进入建筑行业,成为了目前在建筑行业中使用较为广泛的一项技术。我国的建筑行业也已经引入BIM技术,并称之为建筑信息模型。它是一种能够把工程设计建造进行数据化处理的工具,因此在我国的建筑行业中它主要被应用于工程设计的建造中。运用BIM技术,通过各种模型将建筑工程项目的各项信息进行呈现,在工程项目施工的后期,BIM技术的共享传递功能能够很好地展现出来。除了简单的搜集建筑工程项目的各类信息之外,BIM技术最主要的是其高效的信息整合传递作用,这对整个建筑工程设计建造过程的效率提高起到了非常重要的作用,避免了许多传统工程设计中常常出现的费时耗力的弊端,使工程设计过程变得更加高效便捷,这对后续的施工过程也提供了很大的便利。BIM技术能够在工程设计中深入分析资源、行为和交付这三个基本方面,结合建筑工程项目的实际情况,设计出最贴合实际的工程方案,提高了建筑工程的施工效率,降低了操作的复杂性,同时也在很大程度上控制了建筑工程中的风险。由此可见,对于建筑工程来说是一项需要深入研究并且值得大量投入应用的技术手段。
        2BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用
        2.1三维建模
        利用实际测绘得到的数据结合设计师的设计方案,可以构建出装配式建筑的三维立体仿真模型。通过该模型,设计人员可以直观看到装配式建筑结构部件的尺寸和设计及展示效果,利用模型来检测建筑的各方面性能,能够将装配式建筑设计精准度大大提高,同时,可以将设计中出现问题的环节或数据进行调整,通过三维立体模型,可以检查整体建筑各个环节的细节,对其进行有效的监督和管理。


        2.2构件生产
        施工人员在装配式建筑结构施工期间利用BIM技术可将生产所需的预制构件相关信息直接上传至数据平台,各预制构件材料的数量、型号、规格等要求均可实时上传,确保预制构件供应商在第一时间接收信息并开始生产与运输,极大提升了施工现场工作效率。同时,可通过BIM数据平台实时反馈,确保BIM模型参数满足实际施工需求,规避因参数问题导致施工进度延缓的情况。为了确保各类型预制构建能够在实际装配式建筑构造中最大限度发挥效用且满足实际使用需求量,在应用BIM技术时需对预制构件展开参数化审核。在这一环节可通过RFID芯片对预制件的尺寸、材质加以修改调整,使之更满足施工需求。BIM数据库的建设与不断完善可为后续工作打下基础,确保预制构件供应商与施工方处于有效沟通状态,确保装配式建筑的供应配件与施工技术达到设计要求与实际施工需求。
        2.3施工过程
        传统二维平面设计往往是不同专业独立设计,很少进行全专业整合,即使设计中会相互沟通交流,但还是会遗留很多问题,例如:结构梁标高出错、柱上下没对齐等,以上问题大都是在施工阶段才会发现,此时施工已经进行了一部分,只能通过设计单位给出修改方案进行现场返工,这种建造方式不仅效率低下,施工质量无法保证,同时拖延施工工期。此时BIM技术的可视化显得尤为重要,不同专业可选择在同一个模型协同工作,也可在不同的模型中各自建模,然后通过IFC格式数据进行传递、整合信息。通过BIM模型的全专业整合及碰撞检查,可以实现设计阶段就发现图纸上的“错漏碰缺”问题,同时借助软件对这些问题进行标记,生成碰撞报告,然后集合全专业设计师共同协商解决。在装配式建筑施工中提倡模板先行的原则,即在预制构件未进行现场施工时,先在现场拼装出一个户型,这样可以让工人更好地了解不同构件的施工次序及节点施工工艺,但是鉴于现场施工场地的限制,很多施工单位并未进行模板组装就开始预制构件的安装,导致预制构件施工中碰到不同情况的问题,然后再连同设计单位协商解决,导致项目工期延迟,施工质量无法保证。通过BIM技术在软件中进行预制构件的预拼装演示,再将预拼装过程做成视频交由施工单位进行现场宣贯。对于涉及防水、灌浆等较为复杂的节点时,通过BIM模型的演示,可以让工人了解规范的施工流程,提高工人对施工措施的熟练度,从而提高了施工效率和质量,保证项目顺利完成。同时,结合BIM技术可集成的特性,将3D的BIM模型加上施工工期等时间信息,实现可用于施工模拟的4D模型,在模型中增加施工塔吊、脚手架、构件堆场、施工路线等信息,施工单位可以借助模型合理地安排施工工序。然后将模型导入轻量化管理平台中,工人借助移动设备实时查看施工情况,对于未施工的复杂部位和易错点,做到提前模拟、高效安排。总而言之,通过BIM技术的使用可以大大提高施工效率和质量。
        结语
        综上所述,将BIM技术应用到装配式建筑工程中是现代社会发展的必然趋势,在实际的工作中应该充分发挥BIM技术的重要效用,强化装配式建筑设计BIM技术的应用,还需要结合实际需求,制定出有效的应用方案,从而不断优化装配式建筑设计,提高设计效果,使得设计与建筑质量得以保证,促进我国装配式建筑设计朝着现代化与智能化方向持续发展。
        参考文献
        [1]刘思源,2018.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].中国高新区(10):195,197.
        [2]任哲楠,王占立,2018.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].居舍(22):78.
        [3]王健,2019.解析装配式建筑工程施工过程中BIM技术的应用[J].工程建设与设计(2):21-22.
        [4]于凤鸣,于付锐,韩广进,2019.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].四川水泥(9):125.
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