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        BIM技術(shù)與全壽命造價(jià)控制仿真教學(xué)研究

        2018-10-22 11:49:28馬鋒彭玲孫兵武漢科技大學(xué)城市學(xué)院湖北武漢430063
        中國(guó)房地產(chǎn)業(yè) 2018年19期
        關(guān)鍵詞:算量模板建模

        文/馬鋒、彭玲、孫兵 武漢科技大學(xué)城市學(xué)院 湖北武漢 430063

        BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)的一種潮流趨勢(shì)。將BIM運(yùn)用到一個(gè)完整項(xiàng)目中,聯(lián)系教學(xué)將各門主干課程聯(lián)系起來,形成全過程BIM造價(jià)教學(xué)。其目的是使得學(xué)生能夠在同一個(gè)案例中逐步提高,避免脫節(jié),還可以接軌實(shí)驗(yàn)室建設(shè),提高軟件教學(xué)銜接水平,接軌建筑行業(yè)最新發(fā)展方向。

        在教學(xué)中,注重施工流程方面的教學(xué),將BIM技術(shù)應(yīng)用到施工過程中,實(shí)現(xiàn)了流程的優(yōu)化,在各個(gè)階段控制了施工成本,加快了施工進(jìn)度,提高了生產(chǎn)效率.

        1、BIM前期準(zhǔn)備階段

        BIM前期準(zhǔn)備階段包括整個(gè)項(xiàng)目前期策劃、系統(tǒng)部署、培訓(xùn)與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、BIM建模主要四個(gè)階段。其中最重要的是BIM建模階段,教學(xué)過程中主要對(duì)BIM建模進(jìn)行一系列的課程講解。這些課程講解結(jié)合BIM技術(shù)的過程中需要用到一系列實(shí)驗(yàn)室的配套軟件,軟件對(duì)應(yīng)的教學(xué)課程分別是鋼筋算量及電算化、建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、安裝工程計(jì)量與計(jì)價(jià)、裝飾裝修計(jì)量與計(jì)價(jià)、Revit系列教程軟件應(yīng)用、三維動(dòng)畫渲染和制作教程應(yīng)用。

        圖1 柱梁板、集水坑、獨(dú)立基礎(chǔ)鋼筋三維圖

        圖2 土建各個(gè)詳細(xì)構(gòu)件模型圖

        通過BIM建模技術(shù)建立各專業(yè)BIM模型。各專業(yè)模型分別有 Revit 建模,建筑與結(jié)構(gòu)建模,電氣專業(yè)建模,給排水專業(yè)建模,暖通專業(yè)建模等。

        關(guān)于建筑與結(jié)構(gòu)建模,建筑與結(jié)構(gòu)建模主要就是鋼筋算量和土建算量建模,首先應(yīng)建立鋼筋算量模型,如圖1所示。其次,建立土建算量模型。在Revit中也有建筑結(jié)構(gòu)三維模型,土建算量軟件中比Revit建立的模型更詳細(xì)具體。如圖2所示。

        關(guān)于Revit建模,在族中定義好后導(dǎo)入三維模型即可。柱、梁、板模型及樓梯模型都需要定義導(dǎo)入再繪圖。關(guān)于電氣專業(yè)建模,利用Magicad軟件進(jìn)行電氣建模,和Revit一樣,需要先定義導(dǎo)入再繪三維圖形,其中電氣設(shè)備的各個(gè)高度定義時(shí)要重點(diǎn)注意,如圖3所示。

        關(guān)于給排水、噴淋消防暖通專業(yè)建模,水管建??梢杂肕ajicad軟件建模,將給排水、噴淋、消防、暖通結(jié)合起來建立模型,實(shí)現(xiàn)三維可視圖性。

        2、施工準(zhǔn)備階段

        施工準(zhǔn)備階段包括施工場(chǎng)地模擬、施工圖紙審查分析、輔助項(xiàng)目成本制定等一系列準(zhǔn)備工作。在教學(xué)中主要針對(duì)施工場(chǎng)布模擬進(jìn)行教學(xué),教導(dǎo)學(xué)生利用相關(guān)軟件,在BIM建模設(shè)計(jì)過程中,要統(tǒng)籌規(guī)劃好施工機(jī)械車輛的調(diào)度安排方案,盡量避免出現(xiàn)機(jī)械車輛空閑或者停工導(dǎo)致的工作效率低下的情況,使施工工序井然有序地運(yùn)作下去,如圖4所示。

        3、施工階段

        施工階段是最主要的一個(gè)階段,是教學(xué)過程中最主要的教學(xué)內(nèi)容。它包括BIM模型維護(hù)、專項(xiàng)施工方案模擬、施工進(jìn)度模擬、鋼筋專項(xiàng)BIM應(yīng)用、模塊排布優(yōu)化、材料管理、質(zhì)量、安全協(xié)同管理、現(xiàn)場(chǎng)資料管理、對(duì)內(nèi)成本控制、虛擬樣板間等10個(gè)階段。其中最主要的教學(xué)要點(diǎn)是專項(xiàng)施工方案模擬,針對(duì)各個(gè)施工重難點(diǎn)進(jìn)行分析模擬教學(xué),結(jié)合軟件可以更形象可視化。

        專項(xiàng)施工方案模擬主要包括支護(hù)與主體碰撞模擬、二次結(jié)構(gòu)方案模擬、重點(diǎn)部位鋼筋節(jié)點(diǎn)排布模擬、管線綜合優(yōu)化模擬、支模架及模板排布方案模擬、腳手架排布方案模擬、土方開挖方案模擬、大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)模擬、預(yù)制構(gòu)件吊裝模擬、高大支模方案模擬等。

        圖3 電氣三維和電氣設(shè)備模型圖

        圖4 施工場(chǎng)布模擬及大型機(jī)械調(diào)度排布圖

        圖5 基于BIM的施工工藝樣板房和渲染模型圖

        將施工前地下的支撐維護(hù)模型和地上主體結(jié)構(gòu)模型,進(jìn)行碰撞檢查模擬分析,可以檢驗(yàn)出結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間不連通的地方,避免在主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定影響主體結(jié)構(gòu)的施工過程,盡量安全有效的進(jìn)行施工。二次結(jié)構(gòu)是工程中的細(xì)部構(gòu)件,進(jìn)行模擬可以使施工更順暢,通過BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的二次結(jié)構(gòu)方案模擬,利用其可視化的特點(diǎn)清楚明白的看見二次結(jié)構(gòu)在建筑項(xiàng)目中的位置。

        各種穿鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)交叉作業(yè)施工起來比較復(fù)雜,鋼筋數(shù)量密集程度較大。通過BIM技術(shù)對(duì)一些部位的鋼筋節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)排布優(yōu)化,鋼筋排布優(yōu)化原則為:盡量?jī)?yōu)化排布貫通筋,減少鋼筋之間節(jié)點(diǎn)焊筋量,在施工設(shè)計(jì)圖允許,設(shè)計(jì)單位,建設(shè)單位允許的情況下盡可能地加大鋼筋之間的間距、確保鋼筋焊接時(shí)工人的操作空間足夠大,可以提高整體鋼筋工程的焊接質(zhì)量。

        在進(jìn)行模板排布時(shí),要注意模板的預(yù)留洞和預(yù)埋件的位置,在正式施工前用BIM技術(shù)和模板的安裝排布詳圖核對(duì)準(zhǔn)確無誤后才能開始進(jìn)行施工,模板拆除滿足先裝后拆,后裝先拆的順序原則。在進(jìn)行腳手架排布,主體施工時(shí)作業(yè)面上的外腳手架搭設(shè)時(shí),依順序第一層與最上層柱施工腳手架的井字架為依托,相互連成整體,第二層與梁板支撐架連為整體,從而保證其穩(wěn)定性。腳手架的拆除應(yīng)在管理人員的統(tǒng)一管理下,遵循和模板一樣的規(guī)則。

        利用BIM軟件在相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件里將施工工序復(fù)雜的土方基坑、集水坑、電梯井的挖土方過程進(jìn)行施工模擬,解決土方開挖的基坑開挖實(shí)際形狀難以達(dá)到設(shè)計(jì)形狀要求的難題。模擬過程中還要考慮到一些具體因素。利用BIM軟件中的NavisWorks軟件進(jìn)行吊裝碰撞,在碰撞檢測(cè)中,業(yè)主可以指定吊裝的最小安全距離,模擬施工過程中吊裝時(shí)構(gòu)件與施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、吊車與施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、構(gòu)件與吊車、索具之間可能出現(xiàn)的碰撞問題。

        關(guān)于材料用料管控,要做到精細(xì)化材料計(jì)劃、材料領(lǐng)用控制,通過BIM模型的創(chuàng)建后,可根據(jù)模型中材料的用量來精確的提取所需數(shù)據(jù),而審批者也可根據(jù)BIM模型利用軟件來對(duì)材料的真實(shí)用量進(jìn)行核對(duì),真實(shí)準(zhǔn)確地降低了材料采購數(shù)量誤差。

        關(guān)于質(zhì)量、安全協(xié)同管理,利用BIM技術(shù)中施工數(shù)據(jù)與信息管理平臺(tái)結(jié)合的特點(diǎn),將施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)前置控制,加大事前的預(yù)先控制力度。對(duì)施工的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效控制,通過將關(guān)鍵施工工序的流程進(jìn)行精細(xì)化,再逐一檢查精細(xì)化后的各個(gè)施工小階段,針對(duì)關(guān)鍵問題進(jìn)行管理控制。

        4、竣工交付階段

        竣工時(shí)交付BIM竣工模型,還可有施工工藝樣板房和渲染模型,使工程實(shí)現(xiàn)可視化。教學(xué)過程中讓學(xué)生了解到整個(gè)施工完成后的三維模型,如圖5所示。

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