BIM技术在预制装配式住宅中的应用研究

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年3月(下)9期   作者:刘佳
[导读] 预制装配式建筑越来越受到欢迎,是因为这种建筑在建房的时候所采用的是工业化方法,即施工中使用的构件大部分在工厂内完成,对于需要使用的构建运到施工现场,经过技术人员按照设计图纸拼接后可安装在建筑结构上。

        刘佳  
        天津鲁能广宇房地产开发有限公司
        摘要:预制装配式建筑越来越受到欢迎,是因为这种建筑在建房的时候所采用的是工业化方法,即施工中使用的构件大部分在工厂内完成,对于需要使用的构建运到施工现场,经过技术人员按照设计图纸拼接后可安装在建筑结构上。需要注意的是,所有构件应牢固连接,以确保建筑物的可靠性。在预制装配式建筑中应用BIM技术,可以在构件运到施工现场后按照三维设计图拼装,取代传统的按照二维平面图进行浇筑施工和现场拼装的方式。这样,建筑的外观就与传统方法建造的房子一样,施工方法却截然不同。预制装配式建筑应用BIM技术,缩短了施工现场的工作时间,减少了用电、用水和人力资源,简化了施工过程。此外,还可以减少各种污染物,减少了垃圾量,避免了施工环境的污染,对施工现场的管理非常有利。
关键词:BIM技术;预制装配式住宅;应用
引言
        在预制装配式住宅领域,实现三维模型的快速创建与高效管理,从而使建筑物从建筑设计、图纸生成到工厂加工、现场安装等所有环节,全部利用建筑信息模型加以宏观掌控,方便预制装配式住宅设计与施工阶段中,所有的数据图表,进行生成、整合与输出,使住宅建造效率得到了极大的提升。
1 BIM技术
        在当前建筑领域,BIM技术的应用是解决构件处理、建筑施工等主要问题的可行方案。BIM技术的应用不仅可以解决零件加工、施工等各种问题,还可以有效减少建筑行业发展中的成本浪费。此外,BIM技术可以在参数化施工后充分优化相关模型的设计,极大地促进建筑质量的提高。BIM技术提供预制混凝土结构设计相关的详细参数和生产标准,BIM技术可以清楚地了解整个建筑的建筑细节,也就是说,发挥混凝土在建筑工程预算中的作用,这对于提高施工项目的质量控制有很大的帮助。此外,BIM技术可以应用于复杂建筑、旧建筑保护等领域。在逐渐发展演变的过程中,BIM技术得到了发展和广泛应用,在实际应用中,BIM技术可以将与工期等方面相关的参数输入三维模型库。这样设计者在设计建筑方案的过程中可以自动形成剖面、平面、立面等信息,值得注意的是,这些图像中的数据信息是一样的,如果修改一个链接,其他链接中的数据将自动更改,从而有效提高设计人员的工作效率,BIM技术的本质是工程设计管理、技术进度控制和技术信息收集的全过程。
2 预制装配式住宅简介
        预制装配式建筑的一个重要优势是,可以提高工程的施工质量,确保整个工程的施工进度加快。在预制装配式建筑施工的过程中,由于某些施工采用装配施工方式,在生产施工过程中,通常采用运行机械装配线的方式,对于零件的生产不再采用人工操作方式,使得零件有更高的精度,确保每道工序符合有关的规定,建筑结构的各个部位得以改进,工程施工质量有所提高。预制装配式建筑的整个施工都采用装配模式,施工管理模式也发生了变化。在装配式建筑施工的过程中,整个施工过程按照一定的产业流程进行,部分结构零部件在工程中完成,实现了施工标准化操作,使大部分生产环节比传统的施工模式更加完善,当然这对施工人员的专业素质有较高的要求,特别是施工中采用工业管理模式,结合现场施工管理,使施工项目既实现了现代化,又实现了自动化运行。
3 BIM技术的应用
        3.1 应用BIM技术设计模型
        工程项目部在施工的初期阶段将BIM应用小组建立起来,应用BIM技术设计预制装配式建筑模型。

将BIM技术应用于施工实践中,就是通过运行工作软件进行设计,主要使用的软件包括Autodesk、Navisworks、Revit、斯维尔二维算量和广联达场地布置等,所设计的模型惟妙惟肖,而且是立体化呈现,具有良好的透视效果,每个细节出现问题都能够及时修改,方式施工中发现予以返工,由此节省了人力和物力,保证工期[4]。在预制装配式建筑施工中应用BIM技术,考虑到建筑的主体结构所采用的是框架结构,以屋面外围护系统和墙面外围护系统为主,按照绿色理念,外覆双曲造型所使用的铝板幕墙和玻璃幕墙。按照BIM模型,就是将各种构件拼接起来,构成多种形式的实体。
        3.2 装配式建筑施工中的BIM技术应用
        (1)装配式建筑施工中需要进行预制件的运输、储存、管理等。BIM技术可在多个环节运用,促进预制件的储存管理、现场管理及优化施工作业、流程等。在库存管理的过程中,通过BIM技术与其他技术综合运用,如RFID技术,两者相结合可提升构件的验收效率。在装配施工过程中运用电子自动化的技术验收,以保证各项验收的准确率,避免人工验收产生的误差、各种不良的放水现象等。施工人员可明确预制构件的信息,并通过BIM技术、信息模型,调整其安装、储存的位置,可使施工人员明确储存信息、时间、材料的属性等。(2)在进行现场的综合管理过程中,利用BIM技术模拟装配式建筑施工过程,可使施工人员、技术人员进行模拟操作,了解相应技术重点。施工人员遇到较复杂、核心的预制件安装环节时,可结合BIM技术进行反复操作练习,以熟悉流程、掌握安装特点,保证整体安装质量。BIM技术可在预制构件运输过程中,对运输路线进行合理规划,保证预制构件在运输过程中不产生较大的损害,提升运输效率。(3)优化施工作业流程过程,可利用BIM技术的3D模型优势,且可结合BIM技术转化为5D模型,施工人员可模拟施工作业及资源消耗情况,实施动态化的跟踪作业方案。掌握施工作业过程的相关信息,优化工作流程,合理分配各人力资源、资金资源、材料资源等,充分发挥BIM技术的应用效能。
        3.3 设置临时支撑
        在进行预制装配式建筑结构施工的过程中,要保证屋面的结构安装保持较高的稳定性,将屋面的梁挠度减少,在进行树权施工的过程中,需要将临时支撑设置好。在确定临时支撑型号的时候,需要根据受力计算所获得的结果进行。对于整个建筑结构的整体受力,要保证其具有较高的稳定性之后,按照设计图纸将临时支撑拆除,如此可以起到转换受力体系的作用。某建筑工程的上施工中,按照设计图纸要求在屋架的下方所设置临时支撑,所选用的材料为钢管,规格为152mm×5.0mm,材质为Q235,钢支撑的高度介于3.2m~5.5m之间,根据具体的需要进行选择。钢支撑之间的距离设定需要根据钢梁跨度进行布置,介于3.5m~4.8m之间,在支撑的上部与屋架梁底部可以采用钢接的方法,这种连接方式比较简单。支撑的下部如果不在树权部位,可以将型钢连接到混凝土结构,型钢的规格为H200mm×200mm×8mm×12mm,使用膨胀螺栓连接,支撑钢管连接到型钢件上,采用刚性连接的方法。与树权部位交接的部位,可以直接在主杆件的顶面连接。由于螺栓在圆管的外侧布置,整个结构更加简洁,而且节省了材料。
结束语
        综上所述,BIM技术在装配式建筑的应用,可在设计、施工、后期的运营维护中,实施多阶段的有效对接,提升总体管理效率,保证装配式建筑的质量,并控制成本、控制污染,促进我国建筑行业、社会经济发展。
参考文献
[1] 胡瑛,施继余.BIM技术下的预制装配式混凝土结构设计方法讨论[J].建筑技术开发,2020,47(3):21-22.
[2] 彭聪,李杏,乔亚昆.BIM技术在装配式建筑施工质量管理的应用探索[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2020(12):173~174.


刘佳         
性别: 男
出生年月:1983.7.28
民族:汉
籍贯:天津
学历:本科
现有职称:建筑工程中级
研究方向:BIM技术、质量管控、各专业交叉作业流程管控
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