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BIM技术在建筑工程施工中的综合应用

摘要:在当今社会,新技术、新材料的出现大大提升了我国建筑工程的稳定性与安全性,在保障建筑安全的前提下,舒适度、环保性、经济性等也成为建筑工程施工所需考虑的重要因素。计算机网络的发展让BIM虚拟建模技术不断完善的同时,BIM虚拟建模技术的应用也越发广泛,BIM技术可以有效表达出建筑工程施工的信息资源,改变了传统的“先建后改”建筑理念,实现了在虚拟空间中的“先试后建”,可以有效减少建筑工程施工中许多不必要的麻烦,对建筑工程施工效率的提升有着巨大帮助。

关键词:BIM技术;建筑施工;综合应用

作者简介:王鹏;贵州大学

1.BIM技术的概念

BIM的全拼为building information modeling,即建筑信息模型,通过数字信息模拟建筑工程所需的真实信息,具有协调性、可视化、模拟性、优化性等特点。一个完整的信息模型可以连接建筑工程生命期不同阶段的数据,是对建筑工程的完整描述。

1.1协调性

复杂建筑项目的管理自制以来便困扰着建筑单位,各类项目信息的“不兼容”现象严重影响着建筑工程的构建,如何做到合理构建复杂建筑成为了建筑单位的一大难题,而BIM技术的出现则有效解决了这一难题。BIM技术可以实现将复杂建筑的不同数据进行整合,并以可视化的形式表现出来,可以有效提高施工过程中的时间和空间的协调性,如电梯的布置与建筑的其他布置之间的协调问题。在施工前发现施工过程中可能会出现的问题并提前做出协调调整,这对建筑工程施工的整体效率的提升有着重要意义。

1.2可视化

BIM技术可以将抽象的建筑构造以可视化模型展现在人们面前,更加便于人们进行观察,且这种可视化模型具有反馈性与互动性,可以以促进建筑的设计优化和建造的顺利开展。同时这种可视化还可以更好的展示企业的建筑能力,让建筑施工的策略更加清晰化,使建筑企业易于得到投资人的认可,对加大企业竞争力,提高企业的竞争优势有着不可估量的作用。此外,建筑信息模型的可视化还可提高业主对建筑企业的信任程度,让广大业主更为放心。

1.3模拟性

我国目前的BIM技术多运用于建筑的设计与设计后的测试阶段,在进行建筑设计时可以根据实际需要进行模拟实验,如:热能传导模拟等。在设计完成后,则可以通过模型的不断模拟来最终确立最为合理的施工方案。BIM技术的模拟性将建筑工程的设计与施工的进度安排进行了可视化模拟,便于设计者与建筑师的沟通交流,真正做到建筑工程的理论与实际相结合。模拟性还可用于模拟建筑工程的紧急情况处理能力,如模拟地震、火灾的紧急疏散与人员避险等。

2.BIM技术创新应用

通过BIM技术常规应用我们发现BIM技术本身具有协同工程施工的能力,但其功能并不全面。目前建筑结构形式大体量大跨度发展,施工中的超限梁板数量增加,高大模板支撑架体量随之增大,由于其荷载大的特点,架体变形控制比普通支模架要求更严格。目前,BIM相关软件或二次开发软件在模板支模架方面的研发及应用主要针对模板及支模架自动布置、各节点配模详图、支撑架体排布图等,没有针对支模架架体变形监测方面的功能,比如监测点自动布置、架体变形预警等。而传统施工技术对高大模板支模架的变形监测,通常采用现场实时监测人工记录数据,操作流程繁琐,数据展示不够直观,存在监测准确度和监测效率较低等问题,因此我们从上述BIM存在的局限着手,研发了基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术。

3基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测方法流程

3.1熟悉施工方案、施工图纸

熟悉获取高大模板扣件式支撑架专项施工方案,施工图纸数据。

高大模板支撑架是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑搭设高度8 m及以上,或搭设跨度18 m及以上,或施工总荷载(设计值)15 k N/m2及以上,或集中线荷载(设计值)20 k N/m及以上。

3.2根据施工图纸数据建立目标建筑的BIM模型

采用BIM建模软件Autodesk Revit建立目标建筑的BIM模型,通过建模软件Autodesk Revit中的Precise.Geometry函数来基于施工图和深化施工图建立精确的BIM模型。

3.3在目标建筑的BIM模型中建立对应的支撑架模型

应用Modular.Frame函数来建立对应的支撑架模型。

3.4根据支撑架模型在目标建筑的BIM模型中生成多个变形监测点

根据高大模板扣件式支撑架的实际结构尺寸范围预先设置相应的变形监测点生成比率,从而实现变形监测点在BIM模型中的自动分布密度调整。还可以根据支撑架模型的类型设置支撑架不同部位处的监测点分布密度,实现预定结构部分的重点监测。

3.5将现场测量仪器获取的支撑架变形监测数据输入BIM模型中

在施工现场设置变形测量仪器来获取支撑架上多个位置的变形数据。支撑架变形监测数据包括与BIM模型中变形监测点一一对应位置处的各项结构件的变形值和支撑架沉降量。而且,可以根据专项施工方案所确定的监测时间间隔要求,设置变形数据的获取间隔和输入间隔。

3.6变形预警信息

根据支撑架变形监测数据和BIM模型中的支撑架模型尺寸数据,生成变形预警信息。

当支撑架变形监测数据中的一项或者多项的变形值大于或等于预设的第一预警阈值时,可以通过人机交互接口来进行预警信息提示。可以根据人机交互接口的指令显示指定区域内支撑架模型监测点的动态和静态变形值和支撑架沉降量,包括显示相应的距离测量值、坐标和标高,并按照时间轴显示支撑架模型的动态变化过程,以及监测数据二维曲线图的动态变化过程。

该技术可实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置,并结合现场实时反馈的监测值在电脑上直观地反映出支撑架在施工各阶段的变形情况,给出超限值预警,并能根据监测数据预测下一步工程施工时高大模板支撑架及其周边环境的安全,便于各级管理与技术人员对监测数据的管理与分析,进而能较迅速与准确的判定与反馈高大模板支撑架的安全状态,指导施工。

4结束语

BIM技术的应用改变了传统工程操作模式,促进了建设管理模式随着新的需求向高效、科学的方向转变,在BIM技术的常规应用的基础上创新研发基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测技术,可推动BIM在建筑行业的技术进步,加速建筑行业转型升级,也为企业和社会培养一批BIM技术先锋力量,推进建筑业信息化的健康发展。

参考文献:

[1]GB/T 51212-2016建筑信息模型应用统一标准[S].

[2]GB/T 51235-2017建筑信息模型施工应用标准[S].

[3]GB/T 51269-2017建筑信息模型分类和编码标准[S].

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