摘要:装配式混凝土结构最大限度的改善了以往建筑结构具备的复杂性,利用工厂预制构件在施工现场实施安装就可以更好的达到建筑工程目标。但因为内部构建标准较高,安装技术专业性很强,若是其中一个构件存有问题将会造成建筑物整体出现质量问题,BIM技术的运用可以从根本上处理装配式混凝土结构存有的问题。
关键词:BIM技术;装配式;混凝土;结构工程;应用
1装配式混凝土建筑BIM设计流程研究
目前的建筑设计方案达不到较高的标准化、模数化目标,且现有构件库中,预制构件无法满足项目设计需要,因此现阶段装配式建筑项目暂无法实现正向设计,需采用在建筑方案完成后进行拆分的方式进行设计。将BIM技术应用于装配式建筑的设计中,对各专业的协同配合有更高的要求,各专业在不同设计阶段的提资需完善、及时、准确。各专业提资采用BIM模型的方式,各专业的核对和调整更为简便和清晰。
随着装配式建筑设计经验的丰富,标准化、模数化的设计方式促使建筑平、立面布置规则,建筑使用功能趋于统一。此时装配式BIM设计可以“预制构件库”为导向,通过预制构件库进行BIM模型的创建与分析,完成装配式的结构设计[3]。设计过程中直接调用预制构件库中已有构件,进行简单的参数调整后拼装为整体模型,实现装配式正向设计,有效提升工作效率,提高装配式建筑项目的经济效益。基于构件库的BIM设计流程与基于构件拆分的BIM设计流程主要区别在于方案设计阶段建筑方案的确定。基于构件库的BIM设计在方案阶段,建筑专业根据已有构件库,拼装出建筑平面布置及建筑外立面效果,即建筑方案已包含了构件的拆分,结构专业仅需要进行复核检查和结构分析。
2BIM技术的相关概述
BIM属于建筑信息模型,包含了建筑工程项目每一项所需的信息与数据,此技术利用数字信息虚拟仿真技术进行建筑物具体信息的模拟,利用三维模型加数据数的形式更好的体现出来,发挥可模拟、可出图及可视化等特征,属于一项可协调所有单位生产效率优化的软件。BIM作为建设项目设计建造管理的数字化工具,BIM有效整合工程项目的所有信息,把他们进行模型化及参数化,在整个工程项目的规划、生产、建设、运营、维护的整个过程进行贯穿,建筑项目的信息能够在建设企业、设计企业、生产企业、施工企业间开展传递、共享,进而有效整合所有项目将其结合成整体,让所有参与建设的企业都能够更好的掌握项目本身,才能确保项目在运行中更具实效性,企业与企业间的沟通交流更为便捷,进而有效提升生产效率,节省成本,可以整个实现工期的优化组合。
3在装配式混凝土结构工程中BIM技术的实际应用
某建筑项目为住宅工程项目,抗震设防烈度设计7级结构的安全等级设计二级。S工程一期的装配式住宅总计6栋,选择剪力墙结构,丹东装配式砼结构建筑的高度设计为93.11m,总计31层,面积设计为13470.1m2。装配式构件涵盖预制楼梯、预制墙以及预制楼板等。
3.1钢筋深化设计中BIM技术的应用
(1)钢筋排布。借助BIM技术开展砼预制件的钢筋排布工作过程中,应该建立同预制件3D模型,结合设计图纸要求布设钢筋。将钢筋形状载入Revit中,根据设计标准进行钢筋放置,深化设计钢筋锚固长度与弯锚方向。S工程深化设计叠合板钢筋过程中,需要建立预制板模型,其规格是3830mm×2475mm,厚度为60mm,选择C30砼材料。为了对现浇层砼与预制层砼进行连接,促使构件符合安装、运输等环节的构件开裂刚度标准,桁架钢筋设计5根,布置间距为500mm,叠合板外露钢筋长度为37mm。其中,上弦筋与下弦筋选择C10规格,腹杆钢筋选择A6规格,间距为100mm,采用焊接方式使桁架钢筋成型。借助Revit软件建立深化设计3D模型,排布叠合板钢筋,并对钢筋排布合理性进行检查,避免交叉问题。
(2)钢筋碰撞检查。
在建筑项目中,由于会使用大量各种类型的钢筋,因此可能会发生钢筋碰撞现象。特别在排布预制构件钢筋过程中,极易忽视现浇位置和预制构件连接点钢筋的碰撞问题。借助BIM技术建立钢筋与建筑模型,能够借助TeklaStructures的碰撞校核功能开展钢筋检查工作,完成碰撞检查工作之后,该功能会列出全部碰撞问题,进而按照该结果开展检修工作。
3.2系统管理的构件模型
充分结合高端的BIM技术和高端的物联网技术,可以利用网络信息管理系统,及时查阅模型相关的数据信息,只有这样,才可以更好的指导构建的吊装定位。不仅如此,在网络信息管理系统的支持下,还能够迅速查找构件相关的参数属性,还能够将完善的信息资料传输到数据库中,让建筑施工记录实现可调阅性与可查阅性。
3.3合理有效的管理构件模型库
经过BIM构件的合理创建,可以有效的创建CSI构件族库管理系统平台,在局域网与因特网的大数据背景中,平台化系统管理族、组件、模块。构件库可以在相同的时间内确保多样化类型的软件和相同平台进行的集中管理,还能够上传私有族文件,族库方面的内容可以在相应的时间内获得显著的更新。利用BIM的集中管理并共享规范性族构件,可以在保证BIM创建模型效率的基础上,为BIM的进行和普及创建相应的机会。
3.4安装模拟中BIM技术的应用
对于装配式砼结构工程而言,开展施工活动时会应用大量砼预制构件,同时存在工序衔接紧以及工序交叉多等难点。然而借助BIM借助可模拟砼预制件的吊装施工工作,通过BIM软件模拟吊装动画、渲染场景,创设真实吊装环境,进而对各个吊装方案进行模拟,施工企业能够按照模拟结果确定最后施工方案,同时借助BIM可视化功能让建筑工人对吊装工序进行深入了解,保证吊装顺序准确性。
(1)模拟预制板吊装。为了提高吊装施工有序性,借助BIM软件可对砼预制吊装顺序进行模拟。通过集合管理对叠合板和其他工具进行集合构建,通过Animator进行场景创设,针对集合进行动画集创设。起吊叠合板过程中,需要尽量控制非预应力方向的自重弯矩问题,开展吊装施工时应该保证各点受力的均匀性,提高吊装稳定性,与吊装位置相距1.5m时对叠合板位置进行调整。
(2)模拟预制墙吊装。通过Revit软件拼装模型,向Navisworks导入“.dwf”文件,进行吊装模拟动画制作。选择施工墙板,进行集合创设,通过Animator进行场景创设,针对集合进行动画集创设。在与板相距1m的位置,减小下降速度,保证下放孔和钢筋充分对应,完成对准工作后,缓慢下降预制外墙。进行斜支撑动画集创设,此时斜支撑的出现节点就是板就位时间节点。
结论
总之,在装配式砼结构中,BIM技术具有重要作用,其能够保证工程设计环节和施工环节有效对接。通过BIM技术可以保证设计、吊装等环节充分配合,进而有效提高工程质量。因此,施工企业需要加大装配式砼结构建筑中BIM技术的应用力度。
参考文献:
[1]刘敬敏,黄宝添,秦康,等.BIM技术在装配式混凝土框架结构项目施工质量管理中的应用[J].建筑施工,2019,41(12):2257-2259.
[2]郑安朝.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J].住宅与房地产,2018(31):164.
[3]李文才.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用研究[J].安徽建筑,2018,24(4):52-53.
[4]詹冬.BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].工程技术研究,2018,3(11):158-159.