装配式混凝土结构与BIM应用技术浅析

装配式混凝土结构与BIM应用技术浅析

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摘要:现如今,BIM技术被更深入的运用在装配式混凝土结构中,因为BIM技术的模拟功能能够做到实现对于建筑物设计方案组装和排序,并且还能够针对可能出现的问题进行预测,提前制定出科学合理的解决方案。与此同时,装配式混凝土结构的完善存在一定的复杂性的,BIM技术必须要加强与装配式混凝土结构工程的应用融合,结合我国相关行业的实际情况,深刻把握建筑的工业化大方向,利用装配式混凝土结构的较为独特的优点,为我国的建筑行业的可持续发展提供了可靠的保障,作为相关工程的支撑和指导性基础而存在,为我国建筑行业获得进一步的创新和发展创造条件。

关键词:BIM技术;装配式混凝土;结构工程

1.BIM技术概述

BIM即建筑信息模型,涵盖了建设项目中所有需要的信息和数据,该技术通过数字信息虚拟仿真技术来模拟建筑物的实际信息,通过三维模型加数据库的方式呈现出来,具有可视化、可模拟、可出图等特点,是一种可协调各方单位(开发商、设计单位、供应商、施工单位、物业单位和使用方)优化生产效率的软件。作为建筑工程项目设计建造管理的数字化工具,BIM将一项工程项目的各种信息进行整合,将它们参数化、模型化,项目的信息可以在建设单位、设计单位、生产单位、施工单位之间进行传递、共享,从而将项目真正地结合为一个整体,使参与建设的每个单位都可以真正地了解项目本身,单位与单位之间进行交流时也更加地方便,从而提高生产效率,节约成本,能够切实实现工期的优化组合。

2.装配式混凝土结构

2.1装配式混凝土结构的简介

装配式混凝土结构指以在工厂生产、加工和制作的预制混凝土构件为主体,再通过现场装配建造出来的建筑结构。装配式混凝土结构可以按照装配化程度分成全装配混凝土结构和部分装配混凝土结构,按照结构形式可以分成装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架支撑结构和装配式框架-剪力墙结构。

2.2装配式混凝土结构的发展趋势

我国建筑行业正处于改革和发展的重要历史阶段,装配式建筑作为建筑工业化发展的一大举措,是建筑业谋求可持续发展的关健路径。2016年初,国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出:大力推广装配式建筑,力争用十年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。随着装配式建筑的推广和应用,装配式混凝土结构作为其主要结构形式也必将会得到极大的发展。

3.装配式混凝土结构中的BIM技术应用

3.1生产阶段应用

3.1.1通过BIM技术进行深化拆分设计

由于预制构件预制层钢筋混凝土成型后钢筋、预埋件位置相对固定且难以调整,若未在生产前及时检查出冲突碰撞问题,将导致所生产的预制构件在现场无法准确安装就位,影响施工进度及结构质量。而采用传统平面图纸的表示方法,难以对复杂构造及构件内部众多钢筋、预埋件的尺寸、位置关系进行详尽表达,无法进行有效的碰撞检查分析,需要设计人员投入大量的精力,工作量大,出图效率低。采用BIM技术,根据LOD400标准建立结构三维模型,可形象直观地反映单一构件及多构件连接构造、预埋件、钢筋等的三维位置关系和尺寸信息。同时,可通过模型智能完成碰撞检查分析工作(重点进行钢筋碰撞检查,如预制楼板板底出筋与预制梁箍筋碰撞检查、预制梁部位两侧预制楼板之间板底出筋碰撞检查、柱核芯区部位预制框架梁底部钢筋碰撞检查等)并导出碰撞报告。设计人员可以根据碰撞报告结果有针对性地进行连接构造优化及钢筋排布调整,完成装配式混凝土结构的深化拆分设计。此外,模型的平、立、剖及三维图纸信息相互关联,可一键调整并生成预制构件加工制造图,提高深化拆分及出图效率。

3.2运输阶段应用

3.2.1BIM技术与互联网、GPS技术结合

装配式混凝土结构众多预制构件的运输过程属于构件监管的盲区,而将BIM技术与互联网、GPS技术相结合,可以较好地处理该问题。生产阶段在构件内部植入RFID芯片或在构件表面易于保护的位置贴二维码(粘贴位置应相对统一,便于识别)并进行编码,编码与深化设计模型一一对应,再通过GPS技术实现对预制构件所处位置的准确定位,相关信息联网实时上传到BIM管理平台上,便于项目部管理人员对预制构件的实时跟踪,掌握构件运输的最新动态,从而提前做好构件进场的准备、施工部署及安装计划调整。

3.2.2模型信息录入

BIM模型的数据信息录入贯穿于施工阶段全过程。在深化设计模型对应部位录入构件相关状态信息(需根据数据类型按楼层、施工段或工序进行划分,确定模型中统一的信息录入部位),如生产阶段、运输阶段及进场时间、安装阶段、验收时间等,便于项目管理人员通过模型数据及时掌握预制构件的生产进度及安装进度,进行计划进度与实际进度对比分析及计划调整,有利于项目进度控制及进度目标的实现。

此外,将模型与构件生产至安装全过程所涉及的相关检测验收记录进行关联,使BIM模型成为工程内业资料电子文档的三维可视化载体,现场通过扫描构件二维码可直接调取查看相关资料,便于结构质量过程控制及质量监督,该应用可作为隐蔽工程验收的补充或装配式建筑建造过程监督管理的有效手段,确保项目质量。

3.3现场安装施工阶段应用

3.3.1BIM技术与三维场地预排布

装配式混凝土结构的施工总平面布置需要充分考虑施工道路、构件堆场及塔吊能率范围等的特殊要求,而采用BIM技术进行三维场地预排布,通过不同方案场布漫游的直观展示,有利于项目管理人员进行场布规划,确定经济合理的塔吊布置方案及塔吊型号、数量,并根据塔吊布置情况及塔吊能率范围内布置构件堆场,进而更好地完成施工道路规划。

3.3.2BIM技术与技术交底

装配式建造技术有别于传统的施工工艺,需要特别注意支撑体系的选择布置及预制构件的吊装工艺,按照柱墙-主梁-次梁-楼板的安装流程施工。如:为避免同一节点处预制主梁安装碰撞,各向梁底部标高不同的,应按梁底标高低的先吊、高的后吊的顺序安装;各向梁底部标高相同的,应按梁底部钢筋标高低的先吊、高的后吊的顺序安装。而通过BIM技术,采用三维实体模型及施工建造模拟进行工艺流程、支撑布置方案、安全文明施工等方面的三维可视化交底,形象直观,施工人员能更好地了解操作技术要点。同时,通过动态漫游及动画模拟,也有利于项目管理人员及时发现并解决各类施工难题。

4.结语

随着建筑行业的快速发展,装配式混凝土结构产业化生产已经成为趋势,利用BIM技术,可以提高预制构件精度,深化结构设计。因此,推广和使用BIM技术是促进装配式混凝土结构产业化的重要手段,也是确保工程质量的重要前提之一。BIM技术在装配式混凝土结构工程施工中的应用,不仅可以保障工程质量,提升施工效率,还能通过模拟施工,排查施工过程中存在的隐患和问题,这对提高工程施工质量具有十分重要的现实意义。

参考文献:

[1]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):53-55.

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