1.身份证:33068219870409xxxx浙江省杭州市 310000;
2.身份证:36232419920205xxxx 浙江省杭州市 310000
摘要:近年来,全球地震问题频发,这与建筑结构的牢固性息息相关。究其缘由,建筑业的既有建筑工程管理中,缺乏对抗震、加固等方面的完善,BIM技术的应用一定程度上控制了此类问题的发生。基于BIM技术下的建筑结构,能够对建筑结构进行合理的抗震检测与加固,有利于减少地震的发生概率,推动建筑业的持续发展,从而促进我国经济的进步。
关键词:BIM技术;结构抗震加固;应用
引言
地震是我国较为常见的自然灾害,具有突发性强、破坏力大、难以预测等特点,严重影响了国民日常生活与社会、经济发展。基于性能的抗震设计(performance based seismic design,简称PBSD)通过将建筑物在未来地震作用下的抗震性能控制在预期目标内,为结构抗震设计领域带来了新的设计理念和设计方式。
1地震作用下的内力与位移
对于地震的成因,学术界有球运动、大陆漂移、海底扩张等不同的见解,但表现在构造上是岩层在不断运动和变化,逐渐积累了巨大的能量,在地壳某些地带,造成地层突然发生破坏,产生波动,继而引起附着物的剧烈运动。体现在运动波上有横波、纵波和沿地球表面传播的面波。由于几种波在传播上的不同,导致建筑物在地震发生时一颠二抖三摇。建筑物产生的灾害等级包括:
(1)建筑物轻微摇晃,不产生构造损伤;
(2)建筑物明显摇晃,室内或室外装饰构件造成破坏,对人员造成轻微伤害;
(3)建筑物剧烈摇晃,房屋构件损坏,部分构件脱落,建筑物损毁,人员受伤;
(4)建筑物部分倾倒,房屋整体损坏,人员伤亡严重,周围基础设施可修复,易于救援;
(5)建筑物几乎全部倾倒,房屋整体损坏,人员伤亡极其严重,周围设施破坏,救援困难。
人类无法阻止地震的发生,当大地震来临时。建筑在地震中只能任由其摧残,轻则建筑产生裂缝,重则建筑倒塌人员伤亡。减轻地震灾害的有效手段有两个:在地震发生前,进行提前的预测。
(1)提高建筑的安全等级,能够抵挡足够大的地震。
(2)地震发生后,进行高效的救援工作,提高救援的成果。
现阶段的人类面对地震所能做的更多的是加强抗震等级和及时开展震后的救援工作,对于地震的预测还无法做到。面对几十年才有可能发生的大地震,提高抗震等级将极大的浪费资源。由于震后灾区的道路等基础设施遭到巨大破坏,无法快速定位需要救援的方位,因此救援工作很难高效的进行。
2BIM技术在结构抗震加固中的应用
2.1在设计层面的应用
2.1.1场地分析
在建筑工程设计过程中,前期对施工现场的勘查工作,运用BIM技术获取场地信息并进行分析,能够更准确地确认建筑周围的环境现状、建后的交通流量以及建筑物的空间位置等,有效解决因大量数据处理迟缓而出现诸多弊端的问题,通过虚拟成型构建出理想中的完美建筑与场地布局,对建筑结构的设计进行合理的分析与规划。
2.1.2方案辅助设计
BIM技术作为多维的立体建筑模型,不仅储备大量的数据信息,而且可以根据信息的改变作出相应的变化,对比传统的建筑设计,BIM技术在建筑工程中的设计更具多元化,工程师可以通过计算机将原来的建筑图纸立体化,并通过观察方案中的参数变化,了解建筑结构的有效信息,对网络的建筑形态进行调整,从而设计出最合适的建筑方案。
2.1.3建筑性能分析
在设计前期,设计师可以根据建筑方案的要求,通过BIM技术对其实施不同的方案。例如,在建设商场时,BIM技术会对其进行建筑的美观、高度以及内部设置、采光、能耗等多方面的分析,给予设计师精准有用的数据,从而合理进行方案的调整。
2.1.4BIM技术在建筑工程设计中对不同专业的协调应用
在建筑工程设计中,BIM技术可以利用数字化和唯一模拟信息化建筑模型,跨专业进行网络技术的处理,如建筑、结构专业、水、暖、电等系统之间的相互转换,工程师可以将信息共享,让不同分工的工程师了解不同专业在BIM技术下的呈现效果,并根据所看到的模型内容进行沟通与探讨,最终研究出最系统、最科学、最完善的设计方案。这种方式的出现,不仅可以促进施工企业、制造商以及建筑设计师之间的交流协商工作,而且也保证了所有参与方都共享到建筑模型的信息,对建筑结构有所了解,以便后期协同合作,促进工质量的提高与工程进度的效率。
2.2在施工阶段的应用
2.2.1施工进度的科学管理化
BIM技术在工程施工阶段,主要扮演着管理的角色。通过相关工序模板等编辑器,对不同的施工阶段进行划分,提高工程的施工进度。在对建筑结构的加固中,BIM技术根据建筑模型的形态,给予合适的加固方法,例如,公路、桥梁的工程体积庞大,工作量大,可以通过外包钢的加固法对建筑结构进行加固,这种方法的优点就是构件的承载能力大,施工简便,现场工作量较小。
2.2.2资源材料的动态管理化
BIM技术可以实现在工程建设过程中资源、材料等的动态跟踪管理。根据工程实施中材料、工具的损耗情况,预测工程造价清单,使施工单位了解资源、材料的去向,从而减少资源、资金的支出,控制资源成本,最大限度地提高资源利用率。
2.2.3施工质量的安全管理化
BIM技术在工程施工过程中,还能够对工程施工质量进行监测。施工单位与监测单位通过对比BIM数据,及时发现质量问题与需要改进的地方。BIM技术的数据精度非常高,使得施工安全管理的数据真实可靠,从而迫使施工单位在出现质量问题之前,就会努力提高施工质量,减少行业造假行为,有利于营造良好的施工氛围,以提高整个工程的安全质量。
结语
目前,我国建筑结构在工程抗震与检测加固方面的需求日益增大,而且一旦发生,修复难度较大,耗费时间较长,因此,除了建筑工程本身要做好抗震设计,对检测加固的方法也要引起重视。BIM技术的加入,使建筑工程的设计更加规范化、科学化、智能化。随着BIM技术在工程设计中的广泛运用,建筑结构在抗震、加固、检测等方面的问题也逐渐减少,不仅提高了建筑工程设计的质量,也减少了在工程施工环节中的一些不必要麻烦。
参考文献:
[1]江韩,赵学斐,张并锐,等.某装配式建筑抗震设计及BIM技术设计施工一体化应用[J].工程抗震与加固改造,2019,41(2):119-128.
[2]金璐磊,殳非闲,李毅,等.BIM技术在昆明某项目的实践应用[J].建筑结构,2018,48(S1):648-652.
[3]孙秋荣.基于BIM技术的某超高层钢结构项目施工可视化仿真研究[J].钢结构,2019,34(2):116-120.
[4]李张鹏,李庆达,赵冰杰.BIM技术在超高层装配式建筑体系中的应用[J].施工技术,2019,48(2):134-137,147.
[5]赵飞,张大宝,李昌松.BIM技术在钢结构模块化建筑工程中的应用[J].建筑技术,2018,49(S1):146-147.
[6]赵钦,田庆,刘云贺,等.绿色建筑评价新标准下BIM技术在施工管理中的应用研究[J].西安理工大学学报,2017,33(2):211-219.
[7]吴洋.BIM技术在综合体建设工程风险控制中的应用[J].建筑技术,2017,48(5):508-511.
[8]沈鹏,姜明映,张云虎.BIM技术在公路工程全过程造价风险管理中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(6):332-334.
[9]张彬彬.BIM技术在建筑施工现场危险源管理中的应用研究[J].施工技术,2019,48(6):11-15.