建筑信息模型的房建施工木模板計算及管理研究獲獎科研報告

建筑信息模型的房建施工木模板計算及管理研究獲獎科研報告摘要：房建企業(yè)間日益激烈的競爭造成房建企業(yè)利潤率普遍下滑，建筑行業(yè)是一種需要消耗大量自然資源與能源的行業(yè)，為了資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展利用，推動綠色建筑和綠色施工已成為世界各國的共識，綠色施工已成為建筑業(yè)主要的發(fā)展方向。綠色施工要求在保證工程質(zhì)量、安全等基本前提下，盡可能地節(jié)約資源減少浪費。本文分析了建筑信息模型的房建施工木模版計算及管理方法。

關(guān)鍵詞：建筑信息模型;房建施工木模版;管理方法

近年來，建筑信息模型（BIM）的發(fā)展和應(yīng)用引起了工程建設(shè)業(yè)界的廣泛關(guān)注。各方一致的觀點是其引領(lǐng)建筑信息化未來的發(fā)展方向，必將引起整個建筑業(yè)及相關(guān)行業(yè)革命性的變化。但是，如果對林林總總的研究成果、應(yīng)用案例等進行深入的分析，卻不難發(fā)現(xiàn)其中存在著一個基礎(chǔ)性的問題。

1、概念綜述

建筑信息模型的概念是伴隨著信息技術(shù)在建筑業(yè)的深入運用而產(chǎn)生和發(fā)展的，由于其歷經(jīng)的時間較長，且概念的提出者往往又從多個方面來理解與之相關(guān)的問題，對建筑信息模型有著多種不同的定義，匯總分析一些較為權(quán)威的關(guān)于建筑信息模型的定義有：一是建筑信息模型是出于可視化、工程分析、沖突分析、規(guī)范標(biāo)準檢查、成本分析、竣工驗收、預(yù)算及其他多種目的而建立一個設(shè)施電子化模型的行動。二是一種與數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系基于模型的項目信息技術(shù)，BIM作為一個動詞或形容詞用來描述關(guān)于工具、過程和技術(shù)，其通過數(shù)字化的、機器可讀的文檔對一個建筑物的性能、規(guī)劃及其運營維護來實現(xiàn)。因此，BIM用來描述一種活動，而不是一個對象，為了描述建模活動的結(jié)果，我們使用建筑信息模型或建筑模型。三是建筑信息模型是開發(fā)和使用一個多方面的計算機軟件數(shù)據(jù)模型，該模型不止用來存儲新建或改擴建項目的設(shè)計文檔，還可以用來對其的建設(shè)和運營進行模擬。由此產(chǎn)生的建筑信息模型是一個數(shù)據(jù)豐富，對象化，智能化和參數(shù)化的設(shè)施數(shù)字表現(xiàn)，來自不同用戶的適當(dāng)?shù)男枰?，可以提取和分析，以產(chǎn)生反饋并對設(shè)施的設(shè)計進行改進。為了項目的設(shè)計、建造和運營等需要而創(chuàng)建和使用數(shù)字化模型的過程。在其中包含了涉及整個建設(shè)工程生命周期的信息，技術(shù)論即建筑信息模型是一種實現(xiàn)建設(shè)工程信息管理的技術(shù)或者方法;過程論，即建筑信息模型是一種信息管理的過程。

2、建筑信息模型的房建施工木模版計算

2.1模板施工方案

從一個施工組中選取一個施工面使用（不同的建筑構(gòu)件要求模板排列的方向不同，為了討論的方便，不失一般性地假設(shè)模板均橫向排列）的格網(wǎng)對墻面進行劃分。在不考慮孔洞的情況下，每一個格網(wǎng)是一個模板的位置，在確定模板的位置后，可以進行拆分和裁剪運算，得出初步的模板裝配方案。一個洞中時，直接刪除該模板，初步的模板布設(shè)方案中，有些模板的布設(shè)不符合施工要求（施工時要求盡量使用整塊模板，需要裁剪的模板盡可能地布設(shè)到邊角，并且要求需要裁剪的模板盡可能地在一塊規(guī)則模板內(nèi)），因此需要對模板的初步布設(shè)方案進行調(diào)整，使方案更符合施工和模板加工的要求。不同構(gòu)件的模板按照施工工藝和現(xiàn)場條件的不同，可能有不同的施工順序，以由左至右為例調(diào)整模板。若模板的寬度小于整板的寬度，判斷是否存在，按照如下方式進行操作。一是將獲得兩個模板的并集。

二是判斷并集的寬度，若并集的寬度小于整板的寬度，則直接合并;若并集的寬度大于整板的寬度，則將并集和規(guī)則模板求交，將獲得的交集作為當(dāng)前的模板獲取差集，差集中所有的多邊形都添加到待處理多邊形中，按照上述方式依次進行左右方向的判斷，直到最右側(cè)最后一塊多邊形判斷完成，由下至上方向的模板調(diào)整需要判斷兩塊模板上、下方向是否存在公共區(qū)域，其余計算方法和左、右方向一致。

2.2模板排布

傳統(tǒng)的方法只能進行局部驗證，不能模擬整個頂面模板的拼接，且傳統(tǒng)的方法很難發(fā)現(xiàn)模板拼接中的問題，為控制風(fēng)險，保證模板拼接精度，項目部采用對整個平面及立面模板排布進行實體模擬。根據(jù)結(jié)構(gòu)頂部模型以及木模板模數(shù)，建立模板族，并使模板的各邊尺寸能在位編輯，然后將模板族載入到項目模型中。平面圖將模板族按拼接順序進行貼合，確定結(jié)構(gòu)的中心點，將每塊模板族從交點依次向外側(cè)排布，模板拼接仍保證上下、左右對稱，直至拼接完所有部分，立面排布保證方柱及懸挑梁模板縫統(tǒng)一，懸挑梁模板拼接縫上下與方柱對齊。

2.3模板編號

模板施工圖給出每一個模板在施工面的具體位置，而模板的具體尺寸和加工方法在模板加工圖紙中，因此需要一個唯一的編號使施工圖上的模板和加工圖紙中的模板相對應(yīng);同時，施工圖上的模板可能是通過加工舊模板（包括舊的規(guī)則模板和不規(guī)則模板）得到的，因此要求能夠通過這個標(biāo)號快速地檢索出模板的加工過程。當(dāng)模板計算完成后，為了模板施工圖紙和加工圖紙的清晰美觀，同時為了方便在施工時對模板進行管理，使用“組號_編號”（編號按照施工順序由小到大進行排列）這種更加簡潔的編號形式對樹形編號進行映射，最終生成的模板加工圖紙和模板施工圖紙中，外包圍矩形為規(guī)則模板，帶編號的多邊形為要加工的模板，圖中給出每一塊模板的加工尺寸和編號;每一個帶編號的多邊形為一個模板，編號和加工圖紙中的編號對應(yīng)，在施工時首先根據(jù)加工圖紙集中加工模板，然后根據(jù)施工圖紙進行施工。

3、模板管理

施工企業(yè)當(dāng)前使用的模板管理流程使用計算模板的用量，計算的模板用量與實際的施工用量差別較大;同時，在施工時采用邊加工邊施工的方式，在加工和施工的過程中缺少監(jiān)管，會造成模板材料的浪費，增加施工成本。根據(jù)提出的模板計算方法，提出新的模板管理模型，在新的管理模型中，首先計算每一組的模板用量報表、施工圖紙和加工圖紙，施工企業(yè)根據(jù)生成的用量報表采購模板材料;然后根據(jù)加工圖紙集中加工施工每一個施工組所需的模板，在分發(fā)環(huán)節(jié)根據(jù)每一組的用量報表和施工圖紙分發(fā)模板材料，在施工時根據(jù)施工圖紙指導(dǎo)工人按照圖紙施工;同時，引入獎懲機制，在施工完成后根據(jù)用量報表和施工圖紙統(tǒng)計每一組的損耗率，若小于允許的損耗率，則對施工組進行獎勵，否則需要賠償。與施工企業(yè)原來的管理流程相比，新的管理模型按照施工組計算模板的用量更符合施工實際;同時，按組集中輔助材料能夠減少模板的浪費，并且在材料分發(fā)和施工過程中加強了監(jiān)管，同時引入了獎懲機制，有助于施工企業(yè)實現(xiàn)模板材料的精細化管理。圖紙中的注釋符號不僅僅是實體的抽象代號或孤立的注釋，還包括了這些實體進一步深化所需要的所有參數(shù)化信息;設(shè)計人員進行的圖紙注釋即為參數(shù)化設(shè)計過程，設(shè)計師可以通過提取交換和分析數(shù)值