陸亞珍,吳限,吳彬,崔安平,周乃
(江蘇龍騰工程設(shè)計股份有限公司,南京210000)
本項目位于南京市江寧區(qū),總占地面積約75 333m2,總建筑面積約79 000m2,其中,地上建筑面積約63 000m2。項目由初中部、小學部、食堂、教師公寓和風雨操場等不同功能的建筑組成。根據(jù)南京市裝配式政策法規(guī)和本項目的規(guī)劃許可條件,該項目要求預(yù)制率大于30%,預(yù)制裝配率50%。本項目主要有4 個特色:(1)采用正向設(shè)計的方式,即在做方案設(shè)計時注重模塊的組合,而不是按以前的施工圖之后再去做預(yù)制構(gòu)件的拆分;(2)全專業(yè)、全過程的一體化設(shè)計;(3)設(shè)計全過程應(yīng)用BIM 技術(shù);(4)裝配化裝修。本文主要詳細介紹本項目的幾點關(guān)鍵技術(shù)的考慮和實施。
本項目結(jié)構(gòu)體系為裝配整體式框架結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件有預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制混凝土疊合板、裝配式欄桿、蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土隔墻板,采用裝配化裝修。根據(jù)國家和江蘇省相關(guān)政策和計算方法,各子項技術(shù)指標如表1 所示。
表1 裝配式指標匯總表%
框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點的連接方式一直是裝配式建筑設(shè)計中首先要解決的問題之一。因為梁柱節(jié)點處鋼筋密集,預(yù)制構(gòu)件鋼筋避讓困難,且后期澆筑混凝土也容易不密實,因此,本項目中梁柱節(jié)點連接方式采用鍵槽式連接方式,即預(yù)制梁端預(yù)留鍵槽,鍵槽內(nèi)現(xiàn)澆混凝土,通過鍵槽內(nèi)鋼筋與框架柱連接形成整體,該連接方式簡單有效,但是在實際中如何實施應(yīng)用,采用BIM 技術(shù)對該節(jié)點進行模擬(見圖1)。
圖1 BI M模擬梁柱節(jié)點
通過BIM 技術(shù)模擬裝配式構(gòu)件預(yù)留鋼筋和現(xiàn)澆部位鋼筋的位置關(guān)系和鏈接,提前優(yōu)化設(shè)計方案,減少了施工過程中的構(gòu)件錯位和碰撞。
采用BIM 技術(shù)進行設(shè)計,需要對復雜的節(jié)點優(yōu)先進行三維模擬,分析其可實施性,然后決定節(jié)點形式,根據(jù)施工圖傳遞的模型,直接進行構(gòu)件深化設(shè)計,保證了數(shù)據(jù)傳遞的正確性。同時,還將BIM 應(yīng)用到立面深化設(shè)計中,裝配式建筑的立面需兼顧裝配式標準化的特點,因此,選用三維模型模擬立面效果,更加直觀,更加準確。
裝配式建筑對施工的要求更加精細化,但是因為長久的施工習慣,累積誤差很大,因此,如何提前做好策劃,將累計誤差降低是設(shè)計一直在考慮的事情。本項目外立面采用磚塊疊加效果,需要每一塊都精準定位才能實現(xiàn)設(shè)計效果,因此,采用BIM 技術(shù)對外墻磚塊進行精準定位(見圖2),可以直接指導施工。
圖2 外立面深化部分效果圖展示
目前,建筑產(chǎn)業(yè)仍是一個勞動密集型、粗放型的產(chǎn)業(yè),還存在資源能源消耗高、建設(shè)周期長、對周圍環(huán)境影響大等一系列問題[1]。將建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化作為主攻方向,這是建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。
本項目為裝配式建筑,由于裝配式建筑強調(diào)設(shè)計集成、一體化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理和智能化應(yīng)用。本項目由設(shè)計單位完成一體化設(shè)計,出具全部的設(shè)計圖,包括構(gòu)件深化圖、裝修圖、智能化等,能夠完成主體設(shè)計和專項設(shè)計一體化設(shè)計集成,最大限度地完善各工種的接口設(shè)計,避免一些因為多方設(shè)計造成的錯漏碰缺的問題;同時,采用BIM 技術(shù)全程指導,控制工廠的構(gòu)件生產(chǎn)以及現(xiàn)場的施工質(zhì)量。
BIM 技術(shù)在工程建造過程中發(fā)揮著重要的作用,本項目的BIM 技術(shù)在規(guī)劃、設(shè)計、施工以及運營和維護全過程的集成引用,實現(xiàn)了工程項目全過程設(shè)計的信息化管理和數(shù)據(jù)共享,為項目科學決策和方案優(yōu)化提供依據(jù)[2]。
利用BIM 技術(shù),可以通過設(shè)計數(shù)據(jù)直接傳遞生產(chǎn)數(shù)據(jù),生產(chǎn)管理系統(tǒng)直接接收設(shè)計數(shù)據(jù), 構(gòu)件設(shè)計信息即生產(chǎn)任務(wù)信息。運用信息化方式生成物料清單、3D 圖紙以及其他數(shù)據(jù)基本上是準確無誤的,同時,能有效輔助預(yù)制件在生產(chǎn)過程中的技術(shù)交底,安排生產(chǎn)計劃,物料采購準備,管理堆放場地與成品物流計劃,提前避免和解決在整個生產(chǎn)流程中出現(xiàn)的異常情況,設(shè)計、生產(chǎn)和施工之間共享同一個模型信息,檢查和解決各專業(yè)各環(huán)節(jié)間存在的沖突更加直觀。通過BIM 技術(shù),可以有效避免或減少碰撞、疏漏的現(xiàn)象,同時,提前對生產(chǎn)和施工進行準確的模擬和優(yōu)化,減少工期和降低成本。但BIM 技術(shù)目前也存在一些不足,包括現(xiàn)有模塊是否滿足使用方的需求;復雜構(gòu)件在三維軟件中包括鋼筋都需要手動輸入,使用起來耗時耗力等。如何解決上述問題,也是將來需要探索的內(nèi)容。