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文檔簡(jiǎn)介
廣西城鎮(zhèn)建設(shè)BIM
探討
一、BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)智慧建造的應(yīng)用
(一)工程概況
BIM該項(xiàng)目為廣西首個(gè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目,位于柳州市魚(yú)峰區(qū),建筑面積137183.96平方米。共
9棟高層住宅、1棟多層住宅,上部采用扁鋼管混凝土柱結(jié)構(gòu),地下兩層,為常規(guī)混凝土框架結(jié)構(gòu)。以
7#樓為例,高度39.50米,層數(shù)為14層,主框架采用扁平鋼管柱加H型鋼梁體系,典型柱截面尺寸為
200毫米×450毫米。柱腳采用“埋入式柱腳”;樓板采用可拆式鋼筋桁架樓承板體系,飄窗、樓梯
采用預(yù)制PC構(gòu)件,裝配率為60%。
(二)BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用
設(shè)計(jì)在整個(gè)建造過(guò)程中具有重要地位,設(shè)計(jì)的品質(zhì)將影響最終建成的效果。裝配式建筑設(shè)計(jì)包
括方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)四個(gè)階段。將BIM技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中,可以利用其優(yōu)
越的可視性清楚地表達(dá)構(gòu)件信息,大大提高設(shè)計(jì)效率,特別解決了深化設(shè)計(jì)階段的構(gòu)件拆分、管線碰
撞等難題。
基于BIM的裝配式鋼結(jié)構(gòu)智慧建造應(yīng)用研究1.建筑設(shè)計(jì)
文_朱麗(通訊作者)(廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,碩士)
首先用Revit軟件建立土建模型,模型可進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)觀察,將二維CAD圖描述不清的地方詳細(xì)
肖萬(wàn)娟(廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,副教授,碩士)
王萬(wàn)春(廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師、一級(jí)造價(jià)師)展現(xiàn)出來(lái),在做戶型比選的時(shí)候更加便捷與直觀。如圖1所示,方案設(shè)計(jì)界面有三維可視化窗口,設(shè)
楊宇(柳州市興佳房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司,技術(shù)負(fù)責(zé)人,工程師)置完墻、柱等構(gòu)件后,可快速計(jì)算出套內(nèi)面積等參數(shù),供設(shè)計(jì)師快速選擇符合要求的戶型。通過(guò)對(duì)比
梁積峰(廣西建工第五建筑工程集團(tuán)有限公司,技術(shù)負(fù)責(zé)人,工程師)幾種戶型的得房率,最后采用扁鋼管混凝土柱—支撐結(jié)構(gòu)體系。與傳統(tǒng)的框架砼結(jié)構(gòu)體系相比,扁鋼
管混凝土柱—支撐結(jié)構(gòu)體系將鋼柱鋼梁全部隱藏于墻體內(nèi),避免“凸梁凸柱”現(xiàn)象,可增加5%~8%
的使用面積,便于裝修及使用,提高了居住的舒適性。此外,裝修模塊可設(shè)置各構(gòu)件的參數(shù)信息,通
過(guò)渲染獲得較美觀的效果圖,三維效果圖可以自由切換視角及快速變更裝修材質(zhì),節(jié)約了方案設(shè)計(jì)及
比選的時(shí)間,成為建筑設(shè)計(jì)的有力輔助工具。
當(dāng)前,“智慧化”“信息化”“數(shù)字化”和“綠色建造”已經(jīng)成為我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。隨
著綠色低碳發(fā)展成為全球共識(shí),我國(guó)也提出了在2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”的目標(biāo)。在此背景下,智
慧建造綠色發(fā)展成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的必然選擇。裝配式建筑作為一種綠色建筑代表成為研究熱點(diǎn),而
裝配式鋼結(jié)構(gòu)是裝配式建筑的一個(gè)分支,具有工廠化制造、自重輕、安裝快捷、施工周期短、環(huán)境
污染少、可循環(huán)利用等綜合優(yōu)勢(shì)。數(shù)字技術(shù)能夠提高建筑業(yè)的信息化程度、提高建造效率,提升建
筑質(zhì)量,成為影響其發(fā)展的重要手段。建筑業(yè)處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展第三梯隊(duì),隨著人工費(fèi)、材料費(fèi)
的上漲,傳統(tǒng)的施工組織及管理方式很難獲得更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此,建筑行業(yè)亟須深
度融合數(shù)字化信息技術(shù)。綜上,本文依托實(shí)際項(xiàng)目,研究BIM技術(shù)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造全周期的應(yīng)
用,以期為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的信息化發(fā)展和智慧化建造提供參考。
圖1BIM戶型方案可視化比選
2022年10月(總第239期)
廣西城鎮(zhèn)建設(shè)BIM
探討
2.BIM綠色設(shè)計(jì)
將Revit建立的BIM模型與Ecotect軟件搭載,使得建筑的日照、采光、熱工分析更為直觀立
體,從而通過(guò)適宜組織空間、合理布局、恰當(dāng)選材等設(shè)計(jì)手段,充分利用自然能源,滿足節(jié)能減
排的綠色建造要求。圖2為BIM日照采光分析圖,在三維視角下,將抽象的環(huán)境分析轉(zhuǎn)換成可視化
的圖表。通過(guò)對(duì)日照及采光區(qū)域的分析,可以巧妙地利用樓棟間的陰影進(jìn)行遮陽(yáng)設(shè)計(jì),在日照時(shí)
間長(zhǎng)區(qū)域規(guī)劃種植喜光照的綠植,在采光較好區(qū)域設(shè)計(jì)陽(yáng)臺(tái)窗戶,不僅提高能源利用效率,還便
于創(chuàng)造出更加協(xié)調(diào)、舒適、賞心悅目的綠色居住環(huán)境。BIM助力綠色節(jié)能設(shè)計(jì),以其突出的三維直
觀性、快速的信息計(jì)算能力,節(jié)約了時(shí)間成本,體現(xiàn)了BIM技術(shù)智慧化設(shè)計(jì)的高效性。
圖3BIM鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)模型及加工圖
(三)BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用
1.BIM場(chǎng)地布置
通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)地布置,可對(duì)照軟件內(nèi)置的安全文明檢查項(xiàng)信息進(jìn)行優(yōu)化,做到科
學(xué)高效、分區(qū)合理、設(shè)施齊全、定位準(zhǔn)確,滿足安全文明施工的要求,打造智慧工地,并最終輸
出三維場(chǎng)地布置圖、設(shè)施清單及規(guī)格表、臨時(shí)設(shè)施定位圖,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工,是打造智慧
工地的有效工具。
2.BIM安裝模擬及技術(shù)交底
圖2(a)BIM日照分析圖?????????????????????????????????????????????????(b)BIM采光分析圖
裝配式建筑在施工階段存在預(yù)制構(gòu)件數(shù)量多、安裝精度高、工序交叉密、吊裝銜接緊、施
3.BIM深化設(shè)計(jì)
工機(jī)械復(fù)雜等難點(diǎn)。項(xiàng)目針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)整個(gè)吊裝流程及構(gòu)造復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)位置,制作模擬安裝
裝配式建筑的深化設(shè)計(jì)主要包括結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)和機(jī)電深化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決構(gòu)件動(dòng)畫。演示動(dòng)畫還可用來(lái)進(jìn)行可視化技術(shù)交底及安全教育,并在施工現(xiàn)場(chǎng)電子顯示屏循環(huán)播放以
拆分、節(jié)點(diǎn)優(yōu)化、鋼筋及預(yù)埋設(shè)計(jì),而機(jī)電深化設(shè)計(jì)指的是給排水、電氣、暖通等專業(yè)設(shè)備的管鞏固交底效果。BIM安裝模擬讓技術(shù)交底變得清晰具體、一目了然,加強(qiáng)了工人對(duì)施工工藝的理
線碰撞及綜合優(yōu)化。將模型導(dǎo)入Tekla軟件可對(duì)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì),如圖3直觀展現(xiàn)構(gòu)件詳細(xì)解,加強(qiáng)安全教育效果,減少因施工錯(cuò)誤而返工的問(wèn)題,從而節(jié)約材料成本、人工成本、時(shí)間
構(gòu)造,接著通過(guò)軟件快速將構(gòu)件拆分為標(biāo)準(zhǔn)化模塊,按照BIM的精細(xì)化出圖將構(gòu)件在預(yù)制廠完成加成本。此外,BIM模擬安裝能快速準(zhǔn)確選出符合高度及半徑要求的吊裝機(jī)械,進(jìn)而制定合理吊裝
工,體現(xiàn)了BIM設(shè)計(jì)的速度、精度。此外Tekla軟件還可進(jìn)行鋼筋碰撞檢查、埋件干涉調(diào)整、預(yù)留方案,提升預(yù)制構(gòu)件安裝與現(xiàn)場(chǎng)施工的銜接配合度,降低了事故發(fā)生概率并有效進(jìn)行大型機(jī)械設(shè)
孔洞整合等深化設(shè)計(jì),整個(gè)流程快速便捷,可靠安全。管線碰撞檢查也是BIM較有價(jià)值的應(yīng)用點(diǎn)。備的資源統(tǒng)籌安排??梢哉f(shuō),BIM技術(shù)應(yīng)用在施工模擬中優(yōu)化了施工環(huán)節(jié),解決了二維圖紙難理
該項(xiàng)目管線的種類復(fù)雜、數(shù)量龐大,管線綜合優(yōu)化工作十分具有挑戰(zhàn)性,得益于BIM搭建的交互設(shè)解、現(xiàn)場(chǎng)吊裝混亂、技術(shù)交底不夠清晰等問(wèn)題,提高了施工效率和工程質(zhì)量,增強(qiáng)了安全管理效
計(jì)平臺(tái),其將各專業(yè)模型導(dǎo)入Navisworks軟件中集成并生成碰撞檢測(cè)報(bào)告,為后期調(diào)整大大節(jié)約果,是實(shí)現(xiàn)智慧建造的有效手段。
3.BIM5D智慧管理
了時(shí)間。采用這種優(yōu)化方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)全局統(tǒng)籌,共發(fā)現(xiàn)并解決碰撞問(wèn)題700余處,避免因此造成的
后期返工,節(jié)省造價(jià)約150萬(wàn)元。基于BIM深化設(shè)計(jì)具備的可視性、集成性、交互性、可出圖性、BIM5D即在3D模型上融入時(shí)間和成本信息,運(yùn)用BIM5D技術(shù)是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目智慧化管理的有效途
指導(dǎo)性等優(yōu)勢(shì),工作效率得以提高。徑。導(dǎo)入時(shí)間信息后可先在5D軟件上動(dòng)態(tài)模擬進(jìn)度控制,之后搭載成本信息,通過(guò)比較實(shí)際成本
2022年10月(總第239期)
廣西城鎮(zhèn)建設(shè)BIM
探討
收入與目標(biāo)值的差距,采取有效控制成本的措施。
由于本工程施工難度大且工期較緊張,為按期交付,項(xiàng)目部管理人員采用BIM5D軟件對(duì)整個(gè)
項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度管控,制定專項(xiàng)施工進(jìn)度保障措施。開(kāi)工前利用平臺(tái)的模擬功能對(duì)進(jìn)度計(jì)劃、勞動(dòng)
力分布、物資計(jì)劃及大型設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)安排進(jìn)行方案優(yōu)化,做到合理分布、緊湊銜接、物資均衡。
項(xiàng)目開(kāi)工后及時(shí)在平臺(tái)上對(duì)比實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的狀態(tài),查看是否有未按照計(jì)劃完成的目標(biāo)任
務(wù),如有工期滯后的單項(xiàng),管理人員可根據(jù)施工情況對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,平臺(tái)也會(huì)同步更新進(jìn)
度,安排方便施工人員查看,以便在周工作例會(huì)上安排任務(wù)并及時(shí)按照新的進(jìn)度安排指導(dǎo)施工。圖5BIM5D資金計(jì)劃及清單對(duì)比
基于BIM技術(shù)強(qiáng)大的可視性、模擬性,進(jìn)行BIM5D虛擬建造,合理劃分施工流水段制定進(jìn)度計(jì)劃,
根據(jù)圖4所示的工程完成進(jìn)度情況統(tǒng)計(jì)表,可以看到B1層第二個(gè)施工段的任務(wù)完成時(shí)間有所延(四)BIM技術(shù)在運(yùn)維階段應(yīng)用
誤,需采取調(diào)整后續(xù)施工段進(jìn)度的措施,逐步將延誤的工期追趕上來(lái)。以此應(yīng)用BIM5D的實(shí)時(shí)監(jiān)控在運(yùn)維階段,BIM搭載物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),形成構(gòu)件信息集成中心,方便快捷查找構(gòu)件詳細(xì)信息,
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)度智慧化動(dòng)態(tài)管理,該項(xiàng)目施工速度提高1/3。形成全過(guò)程追溯模式,實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理。而對(duì)于建筑內(nèi)部無(wú)法進(jìn)行肉眼觀測(cè)的隱
蔽工程,通過(guò)調(diào)取信息平臺(tái)模型,可直觀了解各隱蔽處的詳細(xì)圖像,快速維修定位。BIM與VR技
術(shù)的結(jié)合,開(kāi)展火災(zāi)疏散等緊急演練的虛擬仿真模擬,降低運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn),提
高運(yùn)營(yíng)單位的應(yīng)急處置能力。
二、存在問(wèn)題及建議
雖然BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)、施工、管理階段的運(yùn)用取得很多效果,但是成本偏高是最受關(guān)注也是
圖4BIM5D模擬建造及進(jìn)度控制
制約裝配式建筑發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。而構(gòu)成這一結(jié)果的因素主要包括:地方政策不能因地制宜、現(xiàn)
行BIM設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一、構(gòu)件廠構(gòu)件生產(chǎn)和運(yùn)輸管理不夠精細(xì)等。該項(xiàng)目在應(yīng)用BIM技術(shù)過(guò)程中
項(xiàng)目的物資管控也十分不易,因?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目集聚了種類眾多、數(shù)量龐大的土工材料、建筑設(shè)
也遇到諸如BIM模型通用性低、預(yù)制廠信息溝通不對(duì)等、BIM模型搭載其他軟件的轉(zhuǎn)換精度有待提
備、保障措施。傳統(tǒng)的物資管控僅依據(jù)二維CAD圖紙及平面進(jìn)度計(jì)劃,統(tǒng)籌物資使用量的工作量龐
高等問(wèn)題,針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析,提出以下建議,以期為成本增量的合理壓縮提供思路。
大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力,易造成物資調(diào)配不及時(shí)、不合理,導(dǎo)致物資浪費(fèi)、影響施工節(jié)奏。鑒于此,該項(xiàng)
(一)實(shí)施地方差異化政策
目利用BIM5D平臺(tái)的進(jìn)度信息可按每天、每周、每月提取物資需求量,制訂資源投入計(jì)劃,還可以
地方政府應(yīng)因地制宜制定推廣政策,如綜合技術(shù)政策、需求導(dǎo)向政策、財(cái)政支持政策、稅收
詳細(xì)記錄材料進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間,及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整物資計(jì)劃,充分運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)工作面,有效避免物資配置不
政策、金融政策、規(guī)劃政策、土地政策和綠色建造理念引導(dǎo)政策等,多政策并舉,實(shí)行和地方政
合理而導(dǎo)致的工期延誤。
策相輔相成的舉措,完善利于裝配式建筑高質(zhì)量發(fā)展的政策體系。
使用BIM5D還有益于實(shí)現(xiàn)成本精細(xì)化管控,模型關(guān)聯(lián)項(xiàng)目清單計(jì)價(jià)文件后,可按照進(jìn)度對(duì)比
(二)完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定
實(shí)際成本與目標(biāo)成本的差異,及時(shí)采取措施實(shí)施成本控制。如圖5所示,項(xiàng)目管理人員在平臺(tái)中
在現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,加快推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施,根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地方政策
能夠選擇時(shí)間、樓層、流水段等參數(shù),快速導(dǎo)出構(gòu)件或清單工程量,依靠軟件可快速編制資金計(jì)
等完善不同地方區(qū)域的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)體系
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