BIM技术在装配式建筑施工中的应用论文_熊飞1,曹绍江2

BIM技术在装配式建筑施工中的应用论文_熊飞1,曹绍江2

摘要:随着我国经济快速发展,环境问题日益突出,怎样节约资源,保护环境成为了经济发展的重要因素。在传统建筑行业中,由于其资源利用率比较低,浪费率比较高,造成严重的污染而饱受诟病。相比之下,装配式建筑在施工过程中产生的污染比较少,施工速度快,资源利用效率高等优点受到了人们的青睐。装配式建筑由于其设计比较系统化,安装比较专业化的特点,使得其与,传统的建筑形成了强烈的反差。近年来,我国建筑行业逐步推广BIM,相关技术和方法在装配式建筑中应用可以有效提高,建筑设计生产和施工的效率,从而使这一建筑形式得到更加有效的推广。

关键词:BIM技术;装配式建筑;应用

装配式建筑随着BIM技术的兴起,结合自身的优势,获得更为广泛的运用。而装配式建筑的施行,又进一步提升了生产的效能。BIM技术的崛起,使长此以往的项目合作模式得到变革,施工单位能够在项目实施前介入,更早的获取设计模型,可以使模块的划分更为合理,充裕的时间去采购相应的材料,预留充分的时间进行工厂加工,提高效率。

1 BIM与标准化设计

1.1 标准化BIM构件库的建立

装配式建筑的典型特征是标准化的预制构件或部品在工厂生产,然后运输到施工现场装配、组装成整体。装配式建筑设计要适应其特点,在传统的设计方法中是通过预制构件加工图来表达预制构件的设计,其平立剖面图纸还是传统的二维表达形式。在装配式建筑BIM应用中,应模拟工厂加工的方式,以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达,这就需要建立装配式建筑的BIM构件库。通过装配式建筑BIM构件库的建立,可以不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格,逐步构建标准化预制构件库。

1.2 可视化设计

与传统建筑方式采用BIM类似,装配式建筑的BIM应用有利于通过可视化的设计实现人机友好协同和更为精细化的设计。①材料交接处理(上方的点):面砖与混凝土的交界处,留有20mm宽的勾缝,避免材料直接交接产生的生硬感。②立面转角处理:立面最外侧转角采用清水混凝土饰面,增加竖向线条感,并减少转角砖产生的可能性。

1.3 协助规划设计

建设项目前期的规划和设计十分重要,规划意味着建筑的定位,设计能指明整体建造方向。在传统建筑模式中主观因素过多,定量分析不足,无法科学处理大量信息数据。在装配式建筑规划设计阶段,可以通过BIM技术与地理信息系统(GIS)的有机结合,利用手机搜集的场地信息数据,用GIS技术进行分析研究,用BIM技术进行建模处理,从而做到帮助决策者做出最合理的场地规划。在这之中,BIM发挥着主要的作用。BIM技术用参数化的设计方式建立整个模型的信息数据库,BIM模型中所有构件都拥有其独一无二的构件属性,我们通过对构件属性的查询可以得知构件类型、尺寸、材质等等参数。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为所有构件都是由构件之中的参数控制,所以整个模型就有了关联性,当修改其中某一参数时,整个模型都将自动调整更改,减少了图纸之间的错、漏导致信息不一致的问题,更是提高了建模和修改的效率。通过对构件模型的系统集成和表达,建立装配式建筑的BIM构件库,通过对构件数量、种类和规格的完善,进一步构造出标准的构件库。当构件库达到一定的规模时,企业可以联合建立构件库平台,向装配式建筑的相关参与方开放,促进预制装配式建筑BIM构件库的合理应用和推广。

1.4 装配式建筑构件碰撞处理

在传统建筑构件拼接过程中,不可避免地就会发生一些构件碰撞,主要是因为:

①各种设计软件之间的数据输出格式不能相互运用,建筑、电气等施工人员按照各自施工图进行施工,可能导致构件受力薄弱位置放置荷载较重构件,影响结构的正常使用。

②建筑结构允许偏差造成的碰撞。例如,梁和柱子的搭接问题,预制构件预留外漏钢筋进行搭接,浇筑混凝土加固。但是,由于施工中偏差的存在,可能会导致结构安装放线时产生碰撞。

③建筑安装施工顺序造成的碰撞。大型构件在现场安装时,作业空间较为狭窄。

上述碰撞问题,现阶段利用BIM可以提前做出处理,减少不必要的碰撞发生。

①BIM可通过仿真模拟建筑外形、结构、给排水以及电气施工真实信息,形成三维立体构成图,在施工前,通过navisworks软件进行碰撞检查,一旦发生碰撞问题,可以及时反映给设计单位,各设计专业可以针对这一个模块进行协调商讨,提出较为合理的解决方案。

②结合RFID芯片,根据施工进程,向BIM同步输入吊装、安装的施工现场信息,针对出现的偏差现象及时作出分析,调整。

③利用BIM4D技术,对装配式建筑施工程序进行演示,根据模拟情况,预留相应的孔洞,避免后期钻孔对建筑造成的损伤。

2 BIM技术在装配式建筑施工中的应用

2.1 优化施工管理效率

在装配式建筑预制构件生产过程中,对预制构件进行有效的分类生产和存储的工作,需要大量的人力和物力,并且这个过程还容易出现差错。通过应用学校技术,可以使构建在生产以及运输的过程中,验收人员能够对于预制构件的相关信息直接读取,通过对照电子信息表,大大减少了传统人工验收和物流模式下出现的验收数量偏差。能够很好的解决施工过程中预制构件的管理问题。同样在建筑施工过程中,通过应用学校技术,可以准确地对预制构件,相关信息进行了解,更加有效地开展建筑工程施工,提高施工的效率。

2.2 解决临时支撑体系隐患

临时支撑体系的隐患,采用BIM技术建立信息模型,通过施工模拟以及受力分析,提出最优方案。采用BIM技术来解决这个问题,比传统方法的优化在于,通过BIM模型的数据信息进行详细的受力分析。对施工开始阶段进行整体受力分析,优化内支撑,在杆件较密集部位设置不同的临时支撑,保证土方开挖施工,并确保土方开挖阶段整体内支撑受力平衡,来保证整个工程中的临时支撑的稳定性和安全性。尽可能地在设计阶段避免后期由于临时支撑不合理导致预制构件的安全隐患,保证工程的安全有效进行。

2.3 提高技术管理

要保证装配式质量管理信息的准确性和实时性,必须采取适合的技术手段和方法。通过IFC技术实现构件的合理编码,使构件具有唯一的ID码,将RFID技术作为支持,实现信息的及时读取,无线视频识别技术,是一项电波通讯技术,和人们的生活密切相关,位置的确定和信息的识别,不需要系统和目标之间建立光学或者机械学之间的联系,系统包括几个组成部分,分别为:应答设备、阅读设备以及软件系统。无线射频识别技术的特点是:体积小、形状多、安装方便、具有极好的适应性,对腐蚀性物质具有极好的抵御能力,覆盖性物质也不会对系统构成影响,为信息的读取提供了便利的条件,数据的容量大、可以通过标签进行存储,满足对质量和信息管理的要求。

综上所述,BIM与装配式建筑的结合可以在工程项目的全生命周期中发挥巨大的作用,有利于现场的精细化管理,有利于缩短工期、保证质量,提高项目管理水平。BIM与装配式建筑的结合必将为我国的建筑行业带来新的发展。

参考文献

[1]杜康. BIM技术在装配式建筑虚拟施工中的应用研究[D]. 聊城大学,2017.

[2]戴文莹. 基于BIM技术的装配式建筑研究[D]. 武汉大学,2017.

[3]胡珉,蒋中行. 预制装配式建筑的BIM设计标准研究[J]. 建筑技术,2016,47(08):678-682.

[4]常春光,吴飞飞. 基于BIM和RFID技术的装配式建筑施工过程管理[J]. 沈阳建筑大学学报(社会科学版),2015,17(02):170-174.

论文作者:熊飞1,曹绍江2

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期

论文发表时间:2018/2/7

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