孫 飛
中國建筑第二工程局有限公司
基于BIM技術的裝配式混凝土結構設計研究
孫 飛
中國建筑第二工程局有限公司
新時期,各行各業(yè)都在發(fā)展信息技術,在建筑領域,信息化也受到了廣泛關注。采用BIM技術的主要目的是解決因設計、施工、構件加工對接不足造成的能源、資源浪費。通過建立BIM技術的參數(shù)化構件族,深化施工模型的設計,利用三維施工模擬、提取構件工程信息等手段,將裝配式產業(yè)化工程從現(xiàn)場粗放的“土建工程”轉變?yōu)榧氈碌摹鞍惭b工程”,在建造過程中,體現(xiàn)其縮短工期、合理利用勞動力、提高工程質量、降低能耗和控制成本等優(yōu)勢。
裝配式混凝土;BIM結構;設計
BIM技術的優(yōu)越性不言而喻,但是到目前為止,BIM在結構設計中的應用中尚欠缺一定的成熟性?;诖?,文章通過Revit軟件創(chuàng)建構件參數(shù)族,并通過文件系統(tǒng)目錄,從而搭建能夠快速拼裝的結構設計BIM應用系統(tǒng),旨在為BIM技術應用與結構設計中提供一定的參考價值。
BIM是以三維數(shù)字技術為基礎,集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數(shù)據(jù)模型,是對該工程項目相關信息的詳盡表達。BIM模型屬于三維數(shù)字模型,是存儲信息的載體,是BIM技術的應用基礎。BIM技術的應用指的是通過建立三維數(shù)字模型,在建筑工程的設計、施工全過程以及運營管理階段,對建筑物進行可視化分析、科學統(tǒng)計工程量,因此BIM技術的核心是信息。PC(PrecastConcrete)是預制裝配式混凝土結構的簡稱,是以混凝土預制構件為主要構件,經裝配、連接以及部分現(xiàn)澆而成的混凝土結構。
通過引用BIM技術以構件族為核心使設計與施工良好銜接,強化了與構件廠及業(yè)主的溝通;通過BIM參數(shù)化與可視化手段模擬各種未知情況,為快速決策提供了支撐;制定符合項目特點的BIM標準是實施的必要保障;工程經驗、施工設備等信息必須與BIM模型信息相結合才能有效指導施工;BIM技術可有效記錄承載知識與經驗有助于后續(xù)工作。但是,應用BIM也是有一定的缺陷的,BIM技術將減少大量的材料、人工、機械浪費。一些企業(yè)經濟效益將有所減少,甚至影響到整個行業(yè)的利益。如果BIM技術掌握不熟練,則會直接影響企業(yè)的市場競爭力。因此,在實際應用中,企業(yè)應該熟練掌握BIM,更好的將其應用于實踐工作中,獲得較大的經濟效益和社會效益。
2.1 構件參數(shù)化環(huán)節(jié)
具體分為兩步:①全面搜集與查找常規(guī)構件的參數(shù)信息。以B級六角頭螺栓為例,對常規(guī)構件參數(shù)化的過程進行分析;②統(tǒng)計信息的工作完成后,即編制參數(shù)族。主要操作流程為:打開Revit軟件→鼠標點擊新建族→選擇恰當?shù)哪0濉鶕?jù)族信息完成族編輯工作。在選擇模板的環(huán)節(jié)中,應根據(jù)Revit的用途,選擇相應的模板文件。由于本例中的螺栓是基于面板工作的,因此應選取基于面的公制常規(guī)模型。根據(jù)B級六角頭螺栓規(guī)格參數(shù)表可以看出,相同的螺栓具有著不同的規(guī)格,在BIM參數(shù)族中對于不同規(guī)格的構件,無需再次編輯族,只需根據(jù)六角頭螺栓組參數(shù)加以修改,就能夠獲得所需要的規(guī)格型號,這樣不但方便,而且為后期的修改工作提供了極大的便利。
2.2 構件模型庫管理
通過建立BIM構件,搭建完成了CSI構件族庫管理系統(tǒng)平臺;并通過內網/外網環(huán)境,實現(xiàn)了快捷的項目管理和對族、組件、模塊的平臺化管理。構件庫創(chuàng)新點包括:(1)系統(tǒng)采用C/S與B/S混合結構,實現(xiàn)Revit嵌入式運用和web遠程使用;(2)系統(tǒng)不僅支持Revit工具還可支持其他文件類型的BIM工具,實現(xiàn)多種軟件CSI構件在一個統(tǒng)一平臺集中管理;(3)支持通過上傳新的自定義私有族文件,獲取在一定時間內下載公共族或下載一定量族文件的權限,實現(xiàn)族庫的自我更新。企業(yè)內部BIM實施規(guī)范性族構件的統(tǒng)一管理和共享,加快了BIM建模的效率,有利于BIM的實施推廣。族庫中定額信息的關聯(lián)和利用,提升了BIM數(shù)據(jù)對施工管理的價值。
2.3 構件模擬資料管理
(1)PC端:通過CSI構件庫中的BIM模型將構件的試驗報告、進場外觀檢查和構件圖紙等信息相關聯(lián),可更好地管理項目,提高施工質量、安全水平,把控施工進度。
(2)手機APP端:通過手機端將圖片、視頻、音頻、文字等信息發(fā)送至網頁端指定位置,方便項目部時刻查看并記錄施工進度、質量、安全情況;還可將上述信息與圖紙的相關位置關聯(lián),更精準地把控項目,通過實時語音或視頻對話,快捷地展現(xiàn)施工現(xiàn)場問題,快速查出變更位置,為施工提供便利,也為后期的施工索賠及洽商變更提供依據(jù)。
2.4 BIM 軟件與結構分析軟件互通
完成結構模型的建構后,接下來的工作是對結構進行分析計算。那么計算前必須將結構模型文件的轉化工作完成。結構模型轉化的具體操作流程為:將結構模型文件進行轉化→從Revit Structure 軟件中導出文件→點擊Revit Structure 軟件中的附加模塊→點擊外部工具→導出exr 格式類型的文件→點擊SAP2000 導入文件→點擊Revit Structure.exr →點擊所導出的結構模型文件→結構模型轉化成功。為了確保結構分析計算工作的準確性,在結構模型導出前,還需要完成以下工作,即以物理模型為對照,對分析模型做一致性檢查。同時,也要注重所導入的結構分析軟件模型的檢查工作。
綜上所述,目前,裝配式混凝土結構住宅產業(yè)化工程已在我國逐步發(fā)展起來,建筑產業(yè)化可節(jié)省資源,通過BIM的參數(shù)化與可視化手段模擬各種未知情況,為快速決策提供了支撐;制定符合本項目特點的BIM標準是實施的必要保障。
[1]姬麗苗,張德海,管梽瑜,韓進宇.基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探[J].土木建筑工程信息技術,2013,01:54-56. [2]鮑子虞.基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探[J].建材與裝飾,2015,45:137-138.
[3]張超.基于BIM的裝配式結構設計與建造關鍵技術研究[D].東南大學,2016.