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建筑施工中BIM技术的运用

作者:原创论文网 时间:2017-05-19 17:13 加入收藏
摘要

  该项目为上海某高档精装住宅小区,总占地面积约 3.3万 m2,总建筑面积约 12 万 m2,包含 9 栋高层建筑,其中5 栋为装配式建筑。地处上海市内环内,临建面积狭小;项目紧邻学校和居民小区,周边情况复杂。项目分为两期施工,一期施工现浇混凝土结构住宅,主体结构封顶后,再进行二期装配式结构住宅的施工。本文主要分析二期施工过程中的 BIM 技术应用。

  1、政策对BIM的支持

  近年来,随着 BIM 技术的快速发展,BIM 理念已经在我国建筑行业迅速扩展,基于 BIM 的设计、施工和运维等应用已经成为 BIM 发展不可逆转的趋势和方向。为此,政府出台多项政策指导和引领企业 BIM 应用行动。2014年 10 月 29 日,上海市人民政府办公厅发布了《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指导意见》:(1) 通过分阶段、分步骤推进 BIM 技术试点和推广应用,到 2016 年底,基本形成满足 BIM 技术应用的配套政策、标准和市场环境,本市主要设计、施工、咨询服务和物业管理等单位普遍具备 BIM 技术应用能力。(2) 到 2017 年,本市规模以上政府投资工程全部应用 BIM 技术,规模以上社会投资工程普遍应用 BIM 技术,应用和管理水平走在全国前列[1]。

  2、BIM技术的应用

  2.1、深化设计中的应用

  该项目含有预制装配式建筑,故深化设计显得尤为重要。通过使用 BIM 三维数字技术,实现了可视化设计,并模拟确定预制构件拆分的最佳可行性方案,例如:预制构件的位置、大小、数量等情况。再将包含有建筑、结构信息的模型与给排水、电气等模型进行整合,将混凝土、钢筋以及各种预留预埋等在模型中表现出来,实现了对单个构件的深化设计。

  2.2、碰撞检测中的应用

  管线与结构的碰撞在工程的设计、施工中都是一个难以避免的问题。二维施工图纸有限的信息表达程度导致的设计不合理,会造成大量的材料以及人工的浪费,甚至无法进行施工,严重延误工期等等。该工程运用 BIM 技术,建立机电三维模型,在施工前进行机电管线与结构之间的碰撞检测,及时发现设计中的碰撞问题,并与设计进行沟通修改,减少施工过程中的浪费,保证工期。

  2.3、建筑工业化中的应用

  预制构件需要在工厂进行生产,基于预制构件的 BIM三维模型,进行逆向绘制,得到预制构件的模具三维模型,使得产品符合设计要求,待生产出成品后进行统一养护,养护完毕后再运输至施工现场进行安装。这种建筑工业化的模式既提高了生产效率又节约了成本。

  2.4、质量控制中的应用

  在前期深化设计中,BIM 团队通过建立模型模拟 pc 构件的吊装过程。通过计算,转角飘窗此类大吨位的异性构件,在吊装过程中的施工阶段顶部应力出现大幅增大,为避免吊装过程中飘窗双层梁中部出现局部破损,团队提出了一种临时的槽钢加固措施,即通过槽钢加强飘窗上下部分的连接与应力传输,将吊装过程中的局部应力增幅控制在安全范围以内,保证工程质量。

  2.5、场平布置中的应用

  通过 BIM 技术建立整个项目的三维模型,并对通过三维模型对场地进行合理布置。通过劳动力资源统计表,计算出需要的临建数量,并在现场进行布置,分为办公区、管理人员生活区、工人生活区,既方便管理又互不干扰。

  装配式建筑施工需要使用拖车运输大量的预制构件进场,所以场地道路布置对于本身就相对狭小的场地尤为重要。通过 BIM 技术,对拖车进出场进行动态模拟,保证满足现场运力需求。同时,由于最大的预制构件重量高达 10t,所以预制构件堆场的布置也十分重要,既要靠近塔吊,又要在道路边缘,以便塔吊能够顺利起吊运输。

  装配式施工有别于传统施工流程。该工程使用 BIM 技术模拟装配式标准层施工流程,详细地表示出每天进行的施工步骤,以控制施工工期,并配合进行施工交底,直到现场施工,达到科学合理、高质高效的施工目的。

  2.6、安全管理中的应用

  根据 BIM 模型提前对临边、洞口等危险源进行判断,提前规划好现场的安全防护工作和措施,并且危险源一旦出现立即进行安全防护的布置。同时,对辅助管理人员进行安全交底,并对现场各处危险源进行管控与说明,确保做到不遗漏。

  2.7、成本控制中的应用

  基础底板深坑部位较多,且形状不规则,给钢筋翻样、混凝土浇筑量的预控带来了很大的困难。通过 BIM 建模,将可以连通深坑连通,优化结构设计并进行钢筋翻样,从而节约了钢材。从 BIM 模型中可以量测统计混凝土方量,预控混凝土浇筑量,以免造成浪费。通过应用 BIM 技术,该工程共节约钢筋约 50 t,节约混凝土量约 600 m3。

  BIM 模型也可用于成本计算,与项目实际成本进行对比。与其他算量软件的结果对比,查找、分析偏差原因,得出准确的工程量。同时可以发现合同预算量缺失问题、现场成本管理成效问题,最终完整单项总量与分包提供的量和业主的清单进行三算对比,提高工程成本的控制,实现成本精细化管理。

  3、结语

  随着 BIM 技术的发展与推广,BIM 越来越多地被应用在了施工中,而不是仅仅局限在设计方面。在将来,BIM技术的运用将贯穿建筑的整个生命周期:招投标、设计、施工、运营维护。要使 BIM 技术得到广泛的应用,需要各专业人士进行了解与学习,使得各个阶段及各个专业能够无缝对接。这样才能更好运用 BIM 技术,使其爆发出更大的能量,创造更多的价值。这需要一个学习实践发展的过程,相信在业界人士的重视下与政策的支持下,BIM 技术广泛应用的时代必将很快到来。


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