BIM技术在装配式建筑施工阶段的应用研究.pdf
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1、施工技术SHIGONGJISHU邹欢:B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用研究 工程与建设 年第 卷第期收稿日期:;修改日期:作者简介:邹欢(),女,湖南醴陵人,工程师B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用研究邹欢(中国轻工业长沙工程有限公司,湖南 长沙 )摘要:为实现装配式建筑施工中的合理布局和效益优化,以某装配式建筑施工项目为例,开展B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用研究.通过对装配式建筑构件生产与运输、装配式施工现场平面布置、基于B I M的预制构件与现场施工质量协同控制,提出一种全新的施工思路.通过实例证明,在应用B I M技术后,装配式建筑布局更加合理,并且综合效益更高,
2、可促进装配式建筑的可持续发展.关键词:B I M技术;建筑;应用;阶段;施工;装配式中图分类号:TU 文献标志码:A文章编号:()引言目前我国建筑业仍在沿用过去的“粗放”发展模式,存在着施工周期长、综合效益差、能耗高等各类问题,严重制约着建筑行业有序发展.因此,相关部门需提高对建筑方法的重视,对其改造进行深入研究.工业化建筑的建造方式与其形成鲜明对比,即将建筑的一部分或全部构件运至施工现场,然后通过机械装配和牢固的装配工艺将其组装起来,形成一种可以使用的建筑物,即装配式建筑.这种新型建造方式改变了以往生产模式,并促进了以往落后生产方式的变革,为进一步实现对这一施工模式的完善,本文在引入B I
3、M技术的基础上,开展针对装配式建筑施工阶段的相关研究.装配式建筑施工项目概况以某地区正在进行的装配式建筑施工项目为例,该项目为该省份首例建筑工业化项目,总建筑面积超过 m,包含流动装配式住宅建筑.表为该项目概况信息记录表.表装配式建筑施工项目概况信息序号项目信息建筑高度 楼,层,m;楼,层,m构件类型 预制墙体、叠合梁、叠合板、预制楼梯、预制阳台等预制率 装配率 针对该装配式建筑施工项目,结合施工前期设计阶段与招投标阶段要求,下述将在引入B I M技术的基础上,开展对其施工阶段的设计研究.B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用 装配式建筑构件生产与运输预制件的生产、运输、存储、管理是装配式建
4、筑在施工阶段的关键工作内容,预制件的生产过程直接关系到整个装配式建筑的设计和建造质量,也是建筑整个生命过程中的一个重要环节.在构件生产前,需要先根据建筑结构设计需求,进行预制件结构、形态、尺寸的设计,完成设计后,再进行预制件的机械化生产.在进行预制件的制造与生产前,制造商和设计者需要做好沟通工作,以便更好地了解预制件的设计需求.在实际生产中,传统的交底方式都是以平面图为基础,此种交底方式会导致设计者很难将设计意图完整地传达给生产技术人员,导致产品完工后才能发现预制件中存在的问题.同时,由于某些特定部位的预制件存在生产要求较多的特点,因此需要在设计前,对设计的构件图纸进行多次校正与修改.在此过程
5、中,考虑到预制件的数量庞大,若不能及时向设计者传递相关设计信息,会造成生产时间延迟或出现难以预料的问题.为此,引进R F I D标签技术,对施工中的此环节进行优化设计.在生产构件时,利用B I M模型,对制造方与设计方提供的构件模型进行对接,确保生产数据的准确传递.在此种情况下,从B I M模型中提取构件属性信息,并将其与构件制造商进行实时连接,利用B I M模型进行参数化的展示,实现生产过程的自动化.自动化生产过程如图所示.将B I M模型和R F I D技术相结合,可以获得预制件的参数化信息,使制造商能够直接获得预制件的几何尺寸、材料种类、数量等信息.信息获取过程计算如公式()所示:NKn
6、()()式中:N为预制件生产信息;为信息无线传输路径;为信息类别;K为信息数量;n为数据最优配置方案.在生产过程中,根据生产中原材料的布置情况,制定采购计划与生产计划,通过此种方式,减少施工中出现待工、待料等方面的问题.实现对构件规范化生产的同时,还可以更好地向现场施工监理方传递生产进度信息.在此基础上,采用R F I D技术,根据现场的实际工程进度,邹欢:B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用研究施工技术SHIGONGJISHU 工程与建设 年第 卷第期 图装配式建筑构件自动化生产向施工现场管理方发送相关生产信息,使管理方可以及时掌握构件的生产进度和存货状况.在实际装货时,为避免实际装货时
7、出现问题或突发状况,采用B I M仿真软件,对预制件的装货和运输进行仿真.仿真处理过程计算如公式()所示:iki,k()式中:为仿真过程;为时间节点;i为生产进度;k为生产数量.综上,完成对构件生产、运输等行为的约束及控制.装配式施工现场平面布置与传统的现浇式建筑结构不同,装配式结构通常由数以千计的预制件构成,由于工程场地面积的限制,施工现场一旦出现不合理问题,便会对工程的后期施工造成很大的影响.因此,对预制件和施工区域的划分十分重要,下面将从多个方面,对施工现场的平面布置展开设计.塔式起重机的布局规划在装配式建筑施工中,采用起重机作为现场主要施工设备,明确其工作效率的高低将直接关系到整个工程
8、的施工效率.根据以往的工程经验,由于塔吊的布置不够合理,往往会出现施工中二次倒车的情况,严重地影响了工程进度.因此,选择合适的起重机型号、安装位置是非常关键的.此过程中,首先,需要明确其吊臂的卸货、装货方式等,根据其作业方式,确定所选择的机型.其次,根据塔吊的尺寸和设施要求,确定塔吊的安装地点.在完成上述两项主要工作后,通过B I M模拟,择优选择塔式起重机的作业方案.预制材料与构件的储存场所规定在进入工地后,应明确储存场所中的构件储存量要符合楼层的要求,存放地点要根据实际情况优化利用.同时,在工地上也需要考虑仓储场所是否会造成现场交通堵塞问题.预制件运输路线的设计在将预制件从工厂运送到工地后
9、,必须考虑构件在工地的运输路径,包括构件的卸车、吊装场地需求是否满足现场条件等.对施工场地进行仿真模拟,根据模拟结果,进行建筑施工场地布局,参照布局对预制件的库房和塔吊规划方案进行合理选 择,从 而 设 计 合 理 的 运 输 车 辆 进、出 路 径,如 图所示.图装配式施工现场平面布置最优方案选择 基于B I M的预制构件与现场施工质量协同控制将B I M技术应用到装配式建筑的施工现场,进行预制构件与现场施工质量的协同控制,当运输到施工现场的预制构件由于装卸问题出现无法使用等情况时,施工方可以根据R F I D芯片上记录的信息,与厂家进行沟通,以便于对构件的重新生产.预制构件质量控制过程如图
10、所示.图预制构件质量控制过程在施工中,建立不同施工单元之间的时间连接节点,对时间节点进行集成后,建立 D施工模型.建模过程计算如公式()所示:L()()式中:为 D施工模型;L为施工单元;为R F I D芯片中可识别内容;为质量验收情况.通过 D施工模型,对不同环节中的施工行为与施工进度进行可视化追踪与模拟,使现场工人可以更加直观地树立现场施工质量提升意识,避免构件出现装配错误,提升施工与安装质量.此外,在施工现场辅助使用移动通信设备进行现场施工施工技术SHIGONGJISHU邹欢:B I M技术在装配式建筑施工阶段的应用研究 工程与建设 年第 卷第期的云端指导,云端指挥人员可以通过远程操控的
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