衛(wèi) 濤

Wei Tao

BIM技術(shù)在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用For the application of BIM technologyin prefabricated shear wall structure

衛(wèi) 濤

Wei Tao

(安徽建筑大學(xué) 安徽 合肥 230601)

(Anhui Jianzhu University,HeFei230601，China)

以蘭州路公租房設(shè)計(jì)施工一體化項(xiàng)目為例，具體闡述了BIM技術(shù)在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。結(jié)合具體案例進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明，BIM技術(shù)在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)、施工階段有巨大指導(dǎo)、糾錯(cuò)作用。為推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化有巨大推動(dòng)意義。

BIM技術(shù)；裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)與施工階段；應(yīng)用

引言

“BIM”建筑信息模型，自從由于它的出現(xiàn)，項(xiàng)目過程中的各個(gè)階段都有了共同操作界面下的技術(shù)平臺(tái)。雖然現(xiàn)如今，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)施工項(xiàng)目中運(yùn)用的越來越多，但在裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)卻是非常少見的。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)體系作為裝配式建筑的主要結(jié)構(gòu)體系之一，研究BIM技術(shù)在其結(jié)構(gòu)體系下的應(yīng)用就顯得有格外意義。特別的是，BIM技術(shù)可以對(duì)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間的合理優(yōu)化，減少構(gòu)件、單體、空間等和各類專業(yè)的“錯(cuò)”、“漏”、“碰”、“缺”的出現(xiàn)概率、解決初步設(shè)計(jì)深度不夠的問題、施工過程的優(yōu)化和三維模擬仿真、項(xiàng)目建設(shè)各個(gè)階段中的成本控制等，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、施工階段的發(fā)展提供技術(shù)支持。

一、BIM技術(shù)的應(yīng)用概述

裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型近百種，每塊構(gòu)件同時(shí)包含建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通等專業(yè)的信息。構(gòu)件種類多、預(yù)埋件量大導(dǎo)致構(gòu)件設(shè)計(jì)、施工過程中多次出現(xiàn)專業(yè)碰撞，現(xiàn)場(chǎng)吊裝困難等問題。BIM是打破傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的束縛，以建筑信息為基準(zhǔn)，在三維空間構(gòu)建建筑模型，所有專業(yè)同平面工作，做到可視化、協(xié)調(diào)方便。如圖1為建筑平面的三維模型拆分圖。

通過BIM三維碰撞檢查的功能，將各個(gè)專業(yè)工作平臺(tái)集成到一個(gè)界面以此來完成設(shè)計(jì)工作，做到專業(yè)之間的互不“打架”。設(shè)計(jì)工作完成后，將三維模型與項(xiàng)目發(fā)展時(shí)間相結(jié)合，進(jìn)行4D模擬。也即是依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)來模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工。4D模擬完成后，通過模擬結(jié)果來確定合理的施工方案。以此作為施工的依據(jù)參照。如有需要還可以進(jìn)行5D模擬(4D模擬+造價(jià)控制)。以上為BIM技術(shù)的應(yīng)用概述。如下圖2就是整個(gè)項(xiàng)目中BIM的應(yīng)用流程。

圖1 三維模型拆分圖

圖2 BIM應(yīng)用流程

二、應(yīng)用案例

(一)工程概況

合肥市包河區(qū)蘭州路公租房項(xiàng)目采用設(shè)計(jì)·施工一體化，本項(xiàng)目采用裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，本項(xiàng)目共有5棟單體，預(yù)制構(gòu)件總量17484塊，以本項(xiàng)目某#樓為例，標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制剪力墻47塊、內(nèi)墻36塊、疊合板48塊、疊合梁4塊，樓梯4掛、預(yù)制空心隔墻34塊，疊合式陽(yáng)臺(tái)12掛，外掛空調(diào)板4塊，標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)詳見下表1所示。設(shè)計(jì)工作開展時(shí)，采用BIM技術(shù)，參數(shù)化的建模方式可以極大提高工作效率，例：預(yù)制剪力墻，當(dāng)不把相關(guān)預(yù)埋件與預(yù)留孔道考慮的情況下，預(yù)制剪力墻分為帶窗口和不帶窗口的兩種，不同組合下的結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算相當(dāng)繁瑣，通過做出3種參數(shù)化構(gòu)件，所有剪力墻的配筋計(jì)算就能夠輕易得到。實(shí)際工程統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，運(yùn)用BIM技術(shù)通過參數(shù)化的設(shè)計(jì)方式，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)模型搭建只需要一個(gè)工作日即可完成。

表1 標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)

(二)設(shè)計(jì)階段

通過三維模擬和二維的平面設(shè)計(jì)完成實(shí)境模擬，確切保證得到符合要求的設(shè)計(jì)成果，如準(zhǔn)確的建筑與結(jié)構(gòu)圖、內(nèi)容詳盡精致的三維PDF、管線碰撞檢測(cè)、鋼筋和混凝土量的報(bào)表等。本項(xiàng)目的施工圖設(shè)計(jì)階段、深化設(shè)計(jì)階段及施工階段都將采用BIM技術(shù)進(jìn)行配合；各專業(yè)施工圖設(shè)計(jì)均在BIM技術(shù)平臺(tái)上進(jìn)行。施工圖藍(lán)圖出圖之前，我們將采用BIM技術(shù)對(duì)各專業(yè)進(jìn)行復(fù)核。首先是復(fù)核各專業(yè)自身圖紙是否有相互矛盾或不統(tǒng)一的地方，然后復(fù)核各專業(yè)圖紙之間是否矛盾，建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)是否一致，設(shè)備管道是否穿梁、穿柱及管道之間是否有矛盾等，這些均可以很直觀的在BIM 模型中體現(xiàn)出來，同時(shí)軟件可以自動(dòng)提醒設(shè)計(jì)人員哪些比方有碰撞、哪些地方設(shè)計(jì)不合理，另外還可以根據(jù)BIM平臺(tái)來符合樓層的凈高是否滿足設(shè)計(jì)要求，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。圖3為設(shè)計(jì)階段的三維模擬圖。

(三)施工階段

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)高效的重復(fù)利用于制造詳圖和施工活動(dòng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)審查包括碰撞檢查、批注和進(jìn)度模擬，以盡量減少風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化施工順序、數(shù)據(jù)移動(dòng)化提升了施工的活動(dòng)性并能提高響應(yīng)能力。并采用BIM技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工管理的配合工作。本項(xiàng)目施工圖正式出圖后所有高層住宅全部戶型(需注明開關(guān)、插座、燈頭、孔洞、結(jié)構(gòu)梁等設(shè)備、構(gòu)件位置)全部采用BIM技術(shù)做成三維模型上專題會(huì)評(píng)審確認(rèn)；

通過BIM平臺(tái)實(shí)現(xiàn)裝配式住宅的進(jìn)度管理。BIM類的相關(guān)軟件如Revit可以與MS Project先繼銜接，完成項(xiàng)目施工進(jìn)度安排的導(dǎo)出和導(dǎo)入。規(guī)劃導(dǎo)入后，能在BIM的三維模型中瀏覽和改正各類預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)、道路運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)吊裝等施工階段的時(shí)刻屬性。利用BIM的三維模型，完成項(xiàng)目施工階段的“看得見”模擬，使施工階段的工序得到優(yōu)化。圖4為施工階段的三維模擬裝配。

圖4 施工階段的三維模擬裝配

三、結(jié)語(yǔ)

以上，利用BIM技術(shù)能有效提高裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、施工階段的管理水平和生產(chǎn)效率，特別是在關(guān)鍵的預(yù)制外墻的工場(chǎng)制作和安裝上極大提升了工作效率。當(dāng)前，BIM技術(shù)還是偏向于設(shè)計(jì)階段的理論研究，對(duì)于施工階段，比如將RFID辨識(shí)技術(shù)與BIM模型結(jié)合還有待進(jìn)一步研究。但現(xiàn)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)國(guó)家實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化已有現(xiàn)實(shí)意義。

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In lanzhou road public housing design and construction integration project as an example, elaborates on the BIM technology application in prefabricated shear wall structure. Combined with specific case analysis, the analysis results show that the BIM technology in the prefabricated shear wall structure design, the construction phase has great guidance and correction action. In order to promote construction industrialization, industrialization has great significance.

BIM technology；prefabricated shear wall structure；design and construction Phase;application

衛(wèi)濤(1993-)，男，安徽六安人，在讀碩士研究生，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析。