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BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用分析

2021-11-25王一鸣

中国建筑金属结构 2021年9期
关键词:预制构件装配式构件

王一鸣 任 博

现阶段,在我国经济、科技实力增强的背景下,装配式建筑这种新型建筑方式得到广泛应用。BIM 作为新技术,其价值较高,在建筑工程施工中有着深远影响。将BIM技术融合到装配式建筑中,可以对设计的合理性、结构的可靠性进行检验,并完成优化,在此基础上,全方位、多角度提升建筑工程质量,确保较好的施工效果,实现效益最大化。

1.BIM技术应用优势分析

1.1 提升建筑设计效率

装配式建筑结构相对特殊,许多核心构件都是预制完成的,在设计时,要综合考量,对预制构件的预埋有精准的判断,这是施工的前提。除了构件预埋之外,还要优化预留孔洞设计,为了保证施工效果,技术人员要制定协调设计的策略。总而言之,装配式建筑设计难度较大,时长也比较长。应用BIM技术,可以取得设计层面的突破,缩短设计的时长,同时提高设计的精准性,确保装配式建筑结构合理以及稳定。研究发现,在结构设计阶段使用BIM技术,可以提供信息精准检索方面的保障,在其辅助下,更好、更便捷地完成修改与优化设计方案,提升建筑设计效率。在此前提下,适当结合云端技术,将自动纠错功能适当、合理地发挥出来,提升设计合理性。

1.2 有序设计预制构件

在实际应用中,在BIM技术辅助下,可以合理实现数据共享,确保预制构件优质、有序设计。BIM技术开放性特征鲜明,这一点可以通过数据共享体现出来。技术人员在工作时,合理化流程是将设计方案实时上传,将数据保存在服务器上,以此打造优质的预制资源库,为资源库构建打好基础。实际工作中,在预制资源库中,可以比对不同预制构件,掌握构件优缺点,清晰制定构件标准,对核心构件形状以及其他参数合理优化,实现有序的构件设计,保证构件预制质量。

1.3 预防设计误差

BIM技术可以在精细化设计的特殊要求下,规避装配偏差问题。在BIM技术的帮助下,构件参数、性能可以更加理想,通常情况下,人员利用该技术,可以进一步精确参数,例如钢筋保护层、构件尺寸、钢筋直径等。在此基础上,BIM 三维视图模型的优势可以显现出来,通过三维视图模型,不断优化设计方案,在判断预制构件契合程度的同时,提出合理措施[1]。利用更直观的方式,避免设计误差,提升设计可靠性,保证建筑设计品质。与此同时,还可以减少装配施工的成本,对构件种类、数量严格、精细化控制,高效率完成施工任务,以施工质量保障为前提,合理降低施工成本,同时达到节约资源的目的。

2.BIM技术的应用

2.1 设计阶段的运用

在装配式建筑设计中,需要综合考量的因素较多,属于系统且全面的工作,设计难度较大。在实际建筑结构设计环节,需要对预制构件进行清晰、合理规划,特别是各类预埋和预留,都需要优化设计,同时,还要增加设计人员的交流机会,保证密切配合,只有这样,才能提高设计水准。在装配式建筑设计中,需要快速掌握设计信息,实现设计信息的传递,为设计方案“同步”修改做足准备。想要实现这一目标,BIM技术必不可少。在应用中,将其与“云端”技术融合,便可实现数据共享以及关键信息的快速传递,帮助设计人员掌握最真实的建筑结构状态[2]。在信息收集基础上,搭建BIM 模型,发挥碰撞与自动纠错的作用,自动筛选设计冲突,及时找出设计漏洞,并进行针对性调整,提高结构设计质量。结合现实可知,装配式建筑较为特殊,预制构件种类繁多,构件样式层出不穷,出图量大,借助BIM技术,可以发挥“协同”设计功能,实现参数同步修改,避免人员失误,对设计方案的调整十分有利。通过这样的工作机制,可以节省设计人员的精力,同时合理缩短设计时间。此外,在使用期间,通过授予修改权限,可以鼓励相关技术和管理人员参与到装配式建筑的优化中,结合自身专业知识,提出意见和建议,全方位完善装配式建筑的性能,提高设计满意度。

2.2 成本预算与材料采购的应用

除了在结构设计阶段,BIM技术在成本预算环节同样作用显著,在材料采购中,BIM技术的功效一样不容小觑。BIM技术可以模拟生产阶段,进一步明确材料、劳务、设备等内容,在掌握基本信息的前提下完成计算优化,借此制定生产计划,合理设计施工进度,帮助施工企业长足发展。现实中,通过BIM技术应用,发挥自动提取功能,对采购任务进行精细化指导,避免建筑资源浪费。

2.3 生产阶段的运用

2.3.1 优化构件生产流程

BIM技术优势突出,特别是在优化构件生产流程中,有着特殊地位,其应用可以实现构件预制流程的简化,保证进度的同时,提高预制构件质量。现实中,装配式建筑构成复杂,实施包含多个环节,整个生产周期中,预制构件生产不用质疑是关键环节,需要高度重视。在优化构件生产阶段,为了提升施工品质,让构件性能达标,完全可以依靠装配建筑BIM 模型,提高加工信息准确性,从模型中调取核心信息,掌握预制构件尺寸,在此前提下,制定相应生产计划,同时向有关部门精准无误传递构件进度信息。在实际应用中,为了进一步强化BIM技术应用效果,保证预制构件质量,可以在预制构件阶段,植入含有构件信息的高端RFID 芯片,通过这样的方式,进行有效物流管理,确保构件运输效率。

2.3.2 加快模型试制过程

为了保证施工进度,全方位提升施工质量,通常情况下,在装配式建筑设计成型后,利用BIM 模型的开放性,实现各种构配件信息共享,让预制构件生产厂商了解真实情况,获取产品参数材料,为构件加工提供保障。所有的设计数据,在现实使用中,可以通过条形码转换,让参数信息更加直观、清晰。在此基础上,还可以借助3D 打印,将BIM 模型真实呈现出来,加快模型试制过程,结合打印出的模型,完成对原有设计的校验,提高方案的合理性。

2.3.3 预拼装

在预拼装阶段,为了保证拼装效果,需要将原本连续的、高度适配的BIM 模型构件,按照科学步骤和施工情况进行拆分,将其变成多个独立构件,在此基础上进行预拼装,进一步验证各项参数,保证结构理想的性能、状态。在预拼装阶段,可以持续优化构造设计。结合现实可知,在结构模型中,钢筋、材质等信息都是包含其中的,这些都是重要参数,通过局部修正之后,便可以实现构件的拆分。在构件拆分前提下,展开可视化编程,将现浇构件合理、科学拆分成零件,检验结构设计的合理性[3]。需要强调的是,在装配式建筑中,无论是柱还是主次梁,在进行连接设计时,通常复杂性较高,基于这样的前提,可以发挥BIM技术的优势,完成预拼装,借助这样的方式,对节点连接方式细致检查和不断优化,从源头降低施工问题概率,提升施工安全性,科学控制施工难度 。

2.3.4 碰撞检测

碰撞检测可以规避建筑结构风险,为施工质量提供保障。对装配式建筑而言,想要提升建筑品质,就要从预制构件质量入手。其中,预留孔洞问题最值得重视,孔洞预留的精确性是保证装配式施工质量的前提。在传统的工艺中,孔洞预留耗时较长,并且精确性不高,严重影响了施工品质和装配式建筑效率。而利用BIM技术,结构模型协同糅合可得以实现,并对错漏展开检查。实践证实,这样的方式效率较高,能有效缩短检查时间,及时将设计隐患消除,确保后续施工安全。在现实应用中,可将BIM 模型(深化后的)导入Navisworks 软件中,借助软件,对结构设计节点(结构包含的全部节点)展开碰撞检测,避免施工和设计矛盾。在碰撞检测阶段,要将建筑、结构等全部导入,只有这样才能确保检测品质,将碰撞问题进行最优解决。

2.4 施工阶段的运用

BIM技术在施工阶段,可以起到精细化管理的作用,将施工隐患合理消除,提升建筑结构质量。在施工阶段,需要人员强化意识,严格依照标准进行操作,借助合理方式完成对预制构件的全过程管理,优化生产流程。通过实践可知,预制构件在装配式施工中不可替代,所以需要综合考量,巧妙利用BIM技术,确保施工平稳、有序。在节约资源的基础上,实现效益最大化。

3.结论

综上所述,使用BIM技术是新时期对装配式建筑的要求,通过该技术的渗透,能够提升设计效率,从源头降低设计误差,保证装配式建筑良好的设计品质,同时BIM技术在施工管理方面也有较大优势。在实际应用中,通过优化设计、预拼装、碰撞检测等,减少预制构件种类,合理控制施工成本。

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