陳庭威

重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院（400074）

BIM技術(shù)基于裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)的應(yīng)用

陳庭威

重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院（400074）

BIM技術(shù)為建筑行業(yè)插上信息化的翅膀。隨著技術(shù)發(fā)展，裝配式節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)呈現(xiàn)出工作量大、操作復(fù)雜、可視化低的特點(diǎn)，傳統(tǒng)試驗(yàn)管理方法難以滿足結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)展需要。這里使用BIM技術(shù)，并且以裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)為例，就多對(duì)照組、復(fù)雜試驗(yàn)提出一套全新的方案。

BIM技術(shù)；裝配式結(jié)構(gòu)；梁柱節(jié)點(diǎn)

0 引言

裝配式結(jié)構(gòu)具有節(jié)能、環(huán)保、工期短的特點(diǎn)是建筑業(yè)發(fā)展的方向，其梁柱節(jié)點(diǎn)研究是裝配式結(jié)構(gòu)關(guān)鍵領(lǐng)域。隨著新技術(shù)應(yīng)用，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)的空間布局、工廠下料、試驗(yàn)管理帶來挑戰(zhàn)。這里采用BIM技術(shù)對(duì)裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行空間三維定位及可視化管理進(jìn)行研究，使用信息化手段，為節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)方案規(guī)劃、深入設(shè)計(jì)、試驗(yàn)實(shí)施提供服務(wù)。

1 節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)存在的困難

1.1 工作量大

目前，梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究主流在數(shù)值模擬基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)際加載，呈現(xiàn)出試件數(shù)量更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，內(nèi)容多樣化的趨勢(shì)。

2007～2010年，重慶大學(xué)學(xué)者進(jìn)行了14個(gè)不同部位的中高剪壓比芯梁柱節(jié)點(diǎn)研究。研究?jī)?nèi)容包括承載能力、變形性能、耗能性能、破壞模式等[1]。

1.2 技術(shù)復(fù)雜

在節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)中需要測(cè)量的物里量很多，位移測(cè)量通過測(cè)量結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的位移量，取得荷載作用下的應(yīng)變及內(nèi)力分布。

周端明在鋼—混凝土接頭部位設(shè)置134個(gè)測(cè)點(diǎn)采用YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過USB-50型接線箱與各測(cè)點(diǎn)的電阻應(yīng)變片連接，以及在試件的前后兩邊下部布置兩個(gè)百分位儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集[2]。

1.3 試驗(yàn)可視化低

在試驗(yàn)過程分析、結(jié)果總結(jié)方面需要對(duì)大量試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行處理，這些方面需要工具支持。目前使用圖片或者視頻進(jìn)行記錄無法在事后進(jìn)行任意維度細(xì)微觀察。

2 BIM技術(shù)的價(jià)值

BIM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)信息化的有效途徑，包含完整信息的建筑模型是其核心。其在試驗(yàn)管理中體現(xiàn)以下價(jià)值。

2.1 數(shù)據(jù)信息模型化

將結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的研究對(duì)象參數(shù)、數(shù)據(jù)獲得路徑、設(shè)備安裝及使用方法和注意事項(xiàng)等大量信息集成至結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，通過系統(tǒng)的分類統(tǒng)計(jì)，達(dá)到所有信息多人共享，有序管理，將給結(jié)構(gòu)試驗(yàn)帶來極大價(jià)值。

2.2 試驗(yàn)信息記錄與互通

使用BIM技術(shù)，各個(gè)參與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的人員把其負(fù)責(zé)的試驗(yàn)組的試驗(yàn)數(shù)據(jù)添加到BIM模型中，同時(shí)也能隨時(shí)查閱其他成員的最新BIM數(shù)據(jù)，了解該試驗(yàn)所需。

2.3 試驗(yàn)人員協(xié)同作業(yè)

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，具體試驗(yàn)人員、設(shè)備提供單位、構(gòu)件加工單位各不相同，相互之間信息互通繁瑣，BIM模型集成整個(gè)試驗(yàn)所有信息，為多部門協(xié)同作業(yè)提供工具。

3 應(yīng)用實(shí)踐

這里按照梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)管理的實(shí)際需求，以BIM技術(shù)作為支撐，創(chuàng)新實(shí)施基于BIM的梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)管理策略，提高梁柱試驗(yàn)管理的安全性、有效性。

3.1 試驗(yàn)方案對(duì)比

試驗(yàn)方案對(duì)比是針對(duì)試驗(yàn)內(nèi)容確定后多套試驗(yàn)方案的比較，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的、全方位的試驗(yàn)方案演示。針對(duì)不同的試件支撐方法、數(shù)據(jù)獲取途徑，包括應(yīng)變片的粘貼位置、千分表測(cè)量變形點(diǎn)、加載設(shè)備如何加載進(jìn)行多方案的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)分析，最終敲定試驗(yàn)方案。

3.2 試驗(yàn)方案查詢

試驗(yàn)方案空間排布查詢是利用BIM技術(shù)對(duì)三維試驗(yàn)室模型中的區(qū)域、區(qū)域內(nèi)的空間進(jìn)行排布和查詢，并能在獲得權(quán)限的情況下實(shí)時(shí)修改。通過選中三維空間中的構(gòu)件或設(shè)備查看數(shù)據(jù)，獲得試驗(yàn)信息，并能以清單的方式自動(dòng)輸出。

3.3 連接方式可視化指導(dǎo)

BIM技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)所有相關(guān)信息的有效集成使設(shè)計(jì)人員和試驗(yàn)操作人員間的可視化指導(dǎo)成為可能。

信息模型針對(duì)梁柱試驗(yàn)構(gòu)件與構(gòu)件之間連接方式的可視化呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的、可三維動(dòng)態(tài)觀察的展示。同時(shí)，通過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以使試驗(yàn)參與人員熟悉節(jié)點(diǎn)連接方式，指導(dǎo)作業(yè)人員完成連接操作。試驗(yàn)正式開始前，可與三維模型進(jìn)行比對(duì)，檢查是否存在遺漏或者連接錯(cuò)誤。

3.4 設(shè)備維護(hù)、報(bào)修及試件重做

設(shè)備維護(hù)計(jì)劃是提醒試驗(yàn)設(shè)備管理人員按照試驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)周期要求制訂計(jì)劃，并且在模型中點(diǎn)擊設(shè)備即可顯示維護(hù)周期時(shí)間節(jié)點(diǎn)以及具體的檢查檢測(cè)方法。

在試驗(yàn)過程中對(duì)于突然發(fā)生故障需要維修的設(shè)備或者需要重新制作試件進(jìn)行試驗(yàn)的情況進(jìn)行記錄,同時(shí)通知相應(yīng)的管理人員進(jìn)行維修或者制作，維修或制作完成后記錄相應(yīng)信息。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)試驗(yàn)要求的不斷提高,若不能及時(shí)、全面的掌控整個(gè)試驗(yàn)的進(jìn)行情況,就無法合理、有序地安排任務(wù)。

BIM作為信息化時(shí)代土木工程領(lǐng)域發(fā)展方向，建立基于BIM的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)管理研究，完成裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)，有效實(shí)現(xiàn)三維可視、實(shí)時(shí)更新、規(guī)范管理，實(shí)現(xiàn)所有人員間資源共享及工作協(xié)同。

[1]楊治洪.框架夾芯節(jié)點(diǎn)抗震性能及設(shè)計(jì)方法研究[D].重慶：重慶大學(xué),2010．

[2]周端明.鋼—混凝土混合拱橋接頭受力性能研究[D].重慶：重慶交通大學(xué),2008.