BIM技术在装配式混凝土结构工程的应用分析

BIM技术在装配式混凝土结构工程的应用分析

1高碑店佳诚工程建设监理有限责任公司;2高碑店市第一中学

摘要:近年来,我国科技得到了迅速的发展,同时建筑领域信息化程度也得到了相应的提升,其中较为典型的一种信息技术就是BIM技术,也叫做建筑信息模型,其在建筑领域具有十分广泛的应用。鉴于此,文章首先对BIM技术相关概念进行了简单的介绍,分析了BIM技术在装配式混凝土结构中的应用优势,最后探讨了BIM技术在装配式混凝土结构工程中的具体应用。

关键词:BIM技术;装配式混凝土结构工程;优势;应用

引言

装配式结构在经济发展大趋势的影响下,显示出越来越突出的优势,成为建筑业近年来的研究热点。但伴随而来的是对未来设计与施工精确度以及复杂度提出的更高标准和要求。针对此问题,采用BIM技术对装配式混凝土框架结构进行了预拼装仿真研究,以更好地指导施工,为促进装配式结构的发展提供支持,实现BIM技术与装配式结构的良好结合,从而保证装配式混凝土框架结构全生命周期的精确化管理以及效益最大化。

1BIM技术相关概念

BIM即建筑信息模型,该模型的基础是与工程相联系的各项信息数据。根据得到的信息,建立模型来模拟真实的建筑信息。BIM以量化的形式来表达建筑的特点,它是一种信息资源,涵盖了整个生命周期。BIM提供了开放式数据协作平台,保障建筑各阶段顺利实施,维护建筑各方权益。把BIM技术与装配式混凝土结构结合在一起,通过将BIM技术的优势充分发挥出来,可以起到指导协助建筑各阶段顺利进行的作用,以实现建筑各环节的一体化,为我国装配式混凝土结构工程的发展奠定良好的基础。

2BIM技术在装配式混凝土结构中的应用优势

2.1实现一体化建造方式

预制装配式混凝土结构设计主要是通过对BIM技术的应用,促进混凝土结构设计精度的有效提升,实现覆盖设计、现场施工以及构件加工等。同时,在装配式混凝土结构中应用BIM技术,还可以解决一系列的问题,如传统住宅设计图纸控制力不高、现场施工指导性比较差等。此外,通过应用BIM技术,可以将施工与设计更好地联系在一起。BIM平台可以在工程初步设计审查等多个工程阶段已经完成的施工图的基础上,构建出预制装配式BIM型,其模型等级标准为LOD400,之后进行拆分模拟工作。同时可以以设计阶段BIM成果、PC(个人计算机)的BIM模型的搭建以及建筑结构的计算来完成施工过程,PC(个人计算机)运输过程中各类型工况计算、确定吊装支撑位置、确定脱模时间、生成完整BIM模型等工作,最终实现一体化建造方式。

2.2提升工程进度

在对预制装配式房屋进行设计时,可以在实际工程所需构件的基础上,通过对BIM技术的应用来建立构件库。通过建立构件库可以促进设计单位、构件厂以及施工企业之间的可视化协同能力的有效提升,可以达到把生产工艺集中在工业流水线之中,在现场作业中以安装构件为主要内容,如此方式能够有效的避免建筑材料成本的浪费,同时能够在很大程度上减少人力成本,在提升机械生产效率的同时,提升生产的质量。

2.3提升工程质量

从目前情况来看,我国的大多数施工企业在装配式混凝土结构中的应用经验较为匮乏,而以施工现场工程特点以及技术难易程度为基础,选择相对应的三维技术交底模式,例如叠合板支撑、外墙板、楼梯等各种构件、套筒灌浆等吊装施工方案。三维技术是随着计算机信息技术发展起来的一门新兴技术,它在原来的平面二维体系中添加一个方向向量变成了三个方向,形成了三维坐标,用三维坐标就可以确定位置。通过对BIM技术的应用,可以将结构的整体直观展现出来,同时还可以模拟施工现场周边环境与施工构件安装过程,并能够对劳动队伍采取三维技术交底工作,这里应注意的是交底内容应清晰明确,只有这样才能有效保证施工现场控制分包工程的质量,应用三维技术交底的方法,有利于产业化施工标准的构建,最终实现对工程质量控制水平的提升。

3BIM技术在装配式混凝土结构工程中的具体应用

3.1制订符合工程的BIM实施标准

依据《企业级BIM实施标准》制订《装配式混凝土结构产业化项目标准》,在遵循企业标准的前提下,规定了工程的BIM实施原则和目标以及BIM应用范围和软件的选择;同时还对装配式混凝土结构工程的BIM模型标准进行了规定,如参数信息要求、建模注意事项及交付定制说明、构件库和装配式混凝土结构知识库的使用说明等,形成了装配式混凝土结构产业化工程设计——施工一体化工作流程。

3.2构件模型库管理

通过建立BIM构件,搭建完成了CSI构件族库管理系统平台,GSI全称为ChinaSkeletonInfill,指通过结构支撑体和填充体完全分离的一种建筑施工方式,是一种产业化的建筑住宅体系。通过内网/外网环境,实现了快捷的项目管理和对族、组件、模块的平台化管理。构件库创新点主要包括如下几点:第一,系统采用C/S(Client/Server结构,也就是客户机和服务器结构。它是一种软件系统结构,将任务合理分配到Client端和Server端,降低了系统的通讯开销,可以充分利用两端硬件环境的优势。)与B/S(Browser/Server结构,也就是浏览器和服务器结构。它是在C/S结构上改进完善,在这种结构下,用户通过WWW浏览器完成操作。大大简化了计算机的负载,降低了用户的总体成本。)混合结构,实现Revit嵌入式运用和web远程使用;第二,系统不但支持Revit工具,同时还对其他类型的BIM工具具有一定的支持作用,实现了多种软件CSI构件在一个统一平台的集中管理;第三,可以支持通过上传新的自定义私有族文件,取得在一定时间内下载公共族或下载一定量族文件的权限,实现族库的自我更新。

3.3构件模族资料管理

首先,PC端(计算机端)。通过CSI构件库中的BIM模型把构件的试验报告、进场外观检查以及构件图纸等信息结合在一起,以对项目进行更好地管理,实现施工质量、安全、进度的有效管理与控制;其次,手机APP端。通过手机端把图片、音频、视频以及文字等信息发送到网页指定位置,以便于项目部随时对施工进度、质量以及安全情况进行记录与查看;还可将上述信息与图纸的相关位置关联,更精准地把控项目,通过实时语音或视频对话,快捷地展现施工现场问题,快速查出变更位置,为施工提供便利,也为后期的施工索赔及洽商变更提供依据。

3.4建立参数化构件族

与普通的现浇混凝土工程相比,装配式混凝土结构工程的BIM模型存在很大的不同,具体表现为构件族的参数化建立。通过BIM模型,可以将构件加工图纸与构件模型双向的参数化信息相结合,具体包含图纸编号、构件ID码、物理数据、保温层、钢筋信息和外架体系预留孔等。在建立构件族的过程中,发现族文件在构建混凝土浇筑板的过程中,由于混凝土板为实心板,且绑扎的钢筋会占用一定的空间,所以就会使混凝土量增多,致使板的混凝土用量增多。对此采用参数化族的方式,通过修改预留位的参数信息解决了混凝土、保温材料等工程量的精确性问题。

3.5构件可视化安装模拟

梁柱板是混凝土结构的支撑结构,由于装配式混凝土结构采用工业化生产,不同的建筑工程所需的梁柱板尺寸不同,所以在施工过程中还需要对梁柱板进行二次设计,确定梁柱尺寸、梁柱横截面积。梁柱板在施工过程中,受到自身重力以及风荷载等其他作用力的影响,在施工中可能出现混凝土裂缝,因此二次设计的时候,要充分考虑到混凝土结构承受的荷载和剪切力,提高混凝土结构的抗震性能和抗剪切力。现阶段,工人在拼装构件以及制定三维空间坐标的过程中还存在很大的问题,具体表现为:构件的钢筋与现浇部分的钢筋穿筋节点不清楚;在对垂直构件进行安装时,工人在对垂直构件进行找平与找标高的过程中没有相应的数据作为支撑。对构件拼装顺序和三维空间坐标准确性操作有难度的问题,在现场通过三维可视化模拟模板构件拼接,实现同类构件不同公差的安装方案。通过质检测量数据录入BIM模型,实现构件还原实际构件条件,用于指导选择安装方案,减少了返工率。

结束语

总的来说,装配式混凝土结构工程在目前的建筑施工中得到了极为广泛的应用,而通过将BIM技术应用到装配式混凝土结构工程中,不但可以提高工程质量与进度,同时还能实现一体化建造方式。

参考文献:

[1]王爱兰,宋萍萍,杨震卿,张强.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J].建筑技术,2015,4603:228-231.

[2]刘建民,宋建.BIM技术在装配式混凝土结构工程的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017,02:85.

[3]陈兴.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法探讨[J].低碳世界,2017,17:152-153.

[4]闫浩,邓思华,李晨光,郄泽.BIM技术在装配式混凝土框架结构中的研究与应用[J].建材技术与应用,2016,04:33-34.

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