徐曾旭
摘要:由于缺乏信息、事先協(xié)調(diào)和一體化機制,在裝配式結(jié)構(gòu)建筑在我國的發(fā)展過程中,在方案的合理性方面只有在實踐中才能得到檢驗,通常是在補償了諸如嚴重損失等資源之后。最重要的和最明顯的是在設(shè)計階段、施工階段的影響,所以需要提高這兩方面的信息水平和預(yù)綜合管理,這對裝配結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有重要意義。使用BIM(BuildingInformationModeling)可以大大提高設(shè)計的質(zhì)量和準確性,并滿足項目參與者的通信需要。該模型是獲取工程信息、加快設(shè)計速度和滿足通信需求的先決條件,然而,在利用BIM技術(shù)設(shè)計裝配式住宅項目時,在設(shè)計低效率結(jié)構(gòu)模型和建模方面出現(xiàn)了重復問題,沒有足夠的深度模擬。本文對標準結(jié)構(gòu)的參數(shù)化和模塊化進行研究,為了解決裝配式建筑設(shè)計中的快速建模和模擬問題。本文分析了裝配式住宅結(jié)構(gòu)和BIM技術(shù)的特點,結(jié)合了BIM技術(shù)和裝配式結(jié)構(gòu),提出了新的方法來設(shè)計BIM基礎(chǔ)上的裝配式結(jié)構(gòu),重點是建立和管理一個基于BIM的預(yù)制作元素庫,分析和優(yōu)化的組合裝配式結(jié)構(gòu)的BIM模型,使用BIM技術(shù)在裝配式建筑模型和建筑信息的獲取。
關(guān)鍵詞:裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計;裝配式結(jié)構(gòu)施工;BIM
緒論
目前,住房工業(yè)正在進行高技術(shù)革新,中國建筑業(yè)十分重視住宅產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化。在一個資源日益稀缺的文明社會中,可持續(xù)發(fā)展的理念得到廣泛承認,正是在這個基礎(chǔ)上,住房產(chǎn)業(yè)化得到了廣泛承認。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的住宅產(chǎn)業(yè)化在推動住房部門工業(yè)化方面發(fā)揮了重要作用。裝配式建筑物是用鋼筋、混凝土、部件和構(gòu)成建筑構(gòu)件的其他構(gòu)件建造的,初步設(shè)計在工廠成型,由組裝和制造的運輸工具運到現(xiàn)場,因此英文的名稱是PrecastConcrete,簡稱PC。正是在這個基礎(chǔ)上建造了裝配式住宅,這是住宅建設(shè)的創(chuàng)新和進步。根據(jù)我國關(guān)于減少能源節(jié)約和碳排放的呼吁,住房的工業(yè)化是一項緊迫的任務(wù)。隨著現(xiàn)代建筑工業(yè)的迅速發(fā)展,裝配式混凝土房屋已被廣泛使用,但標準化和建模很難實現(xiàn),建筑形式難以與裝配式相結(jié)合,工業(yè)化似乎已成為發(fā)展的瓶頸。因此,建立該系統(tǒng)的標準至關(guān)重要。住房工業(yè)化有助于住房產(chǎn)品的有效和高質(zhì)量的保障,是現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。產(chǎn)業(yè)化是住房工業(yè)化的主要手段。為了提高住房生產(chǎn)效率,可以根據(jù)模塊化、規(guī)范化和自動化條件實現(xiàn)住房產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。住宅產(chǎn)品的形成包括設(shè)計,生產(chǎn),建筑,更新,管理等階段,每一個標準化階段,自動化是住房工業(yè)化的一個突出特點。住房的產(chǎn)業(yè)化程度取決于設(shè)計的標準化水平,只有達到了高水平的標準化和設(shè)計,可以改善工廠生產(chǎn),組裝,施工,綜合更新和信息管理。與傳統(tǒng)住房產(chǎn)品相比,標準化設(shè)計系統(tǒng)的建立是裝配式住房工業(yè)化的核心。
一、BIM技術(shù)基本理論
1、BIM技術(shù)的概念
BIM技術(shù)是在上個世紀的美國首先提出的,這一概念是由著名的美國學者ChukEastman提出的,最初還提出了基于計算機信息管理的建筑模型模擬。這一新的高科技技術(shù)在2002年左右進入工程行業(yè),直到2012年BIM工程技術(shù)不斷成為現(xiàn)代建筑技術(shù)的一個現(xiàn)代化的工程建設(shè)建筑所推崇。BIM技術(shù)是通過信息管理和建筑模型在施工的各個階段實施的,它反映了在所有階段的關(guān)鍵管理要素。BIM技術(shù)是一種現(xiàn)代技術(shù),體現(xiàn)在一個建筑項目的數(shù)據(jù)和信息,可以在建筑設(shè)計的不同階段使用3D顯示關(guān)于不同次級項目、次級項目部分等信息的視覺信息技術(shù),提高專業(yè)人員的交叉工作效率。
2、BIM技術(shù)的特點
傳統(tǒng)的cad設(shè)計是由兩個維度元素組成的建筑物顯示,包括建筑,結(jié)構(gòu)和設(shè)備,但重要的非幾何信息和某些幾何聯(lián)系的建筑物,很難在二維圖上找到,例如材料,流程和信息要素的成本。此外,使用二維圖形元素表示建筑物,一些數(shù)據(jù),如直徑,鋼筋長度等,并輸入計算機軟件來計算工作范圍,進展和成本,在信息傳輸過程中,其內(nèi)容和形式可能會發(fā)生變化,這增加了誤差概率和管理工作量。傳統(tǒng)的三維模型的設(shè)計只是為了根據(jù)規(guī)劃設(shè)計增加高程信息,只是增加了建筑項目的視覺功能,既不實際,也難以將信息與模型聯(lián)系起來。以BIM為基礎(chǔ)的架構(gòu)不再是二維點的線性連接,而是直接建立在組件上并隨附相關(guān)信息。例如,以墻為中心的模型包括墻的幾何尺寸,BIM技術(shù)提供了參數(shù)設(shè)計,以減少技術(shù)人員的實時和動態(tài)工作量。(1)在建筑設(shè)計階段,建筑行業(yè)可以直接利用三維設(shè)計模型,不需要與業(yè)主溝通的二維計劃;(2)設(shè)計的參數(shù)信息模型不僅提供關(guān)于建筑的物理信息,而且提供關(guān)于實時動態(tài)的所有信息。(3)在BIM模型中,設(shè)計了一個實際的模型,在該模型中,建筑,結(jié)構(gòu)和設(shè)備的結(jié)合和協(xié)調(diào),結(jié)合不同的專業(yè)模式,以發(fā)現(xiàn)專業(yè)內(nèi)和專業(yè)人員之間的碰撞,有效地避免“錯誤,遺漏,接觸,空白?!保?)關(guān)于實時信息在BIM模型可以更容易地適應(yīng)項目的變化,傳統(tǒng)的設(shè)計面對變化需要很長的時間,努力容易出錯。BIM模型有一個小的變化,可以反映在實時的BIM模型和自動更新的水平,垂直,剖面和三維圖紙信息。
二、BIM可視化技術(shù)與裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工結(jié)合分析
1、BIM可視化技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用構(gòu)思
利用BIM的視覺技術(shù)在設(shè)計階段:快速準確地構(gòu)建三維裝配結(jié)構(gòu)模型,增加模型的整體性能,鋼筋分布等,充分表達設(shè)計意圖和提供一個良好的平臺的設(shè)計標準化。因此,從理論上講:利用BIM視覺平臺在裝配式住宅項目中,設(shè)計師可以及時插入、取出、更新和修改信息;它包含在BIM模型中。在此基礎(chǔ)上,如圖1所示,介紹了在設(shè)計裝配式結(jié)構(gòu)時使用BIM視覺技術(shù)的概念。
2、BIM可視化技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用構(gòu)思
與其他建筑模式相比,可以發(fā)現(xiàn)對傳統(tǒng)裝配式建筑的分析,相對固定和簡單的裝配式結(jié)構(gòu)施工階段,以及構(gòu)件的數(shù)量和順序可以預(yù)測,這是一個很好的機會,提供數(shù)字訪問信息的機會,因此,如圖2所示,這是一個在裝配式建筑中使用BIM視覺觀察技術(shù)的概念。在裝配式建筑施工階段采用BIM技術(shù),可以預(yù)先建立階段模型:一方面可以模擬關(guān)鍵的施工過程,預(yù)先查明問題或優(yōu)化選擇,另一方面,合理的現(xiàn)場布置可提高裝配式建筑工作的效率。
比如在進行碰撞測試時,可以將BIM技術(shù)的應(yīng)用分為單專業(yè)和多專業(yè)方面碰撞,其中包括建筑、結(jié)構(gòu)之間的碰撞、和在設(shè)計和電氣機械專業(yè)領(lǐng)域的碰撞,多個專業(yè)的碰撞是由于構(gòu)件管道過多引起的,需要分開進行碰撞分析。除了可在裝配式住宅結(jié)構(gòu)中使用的多專業(yè)途碰撞外,與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一樣,預(yù)制構(gòu)件間的撞擊測試在測試BIM模型方面發(fā)揮了重要作用。預(yù)制構(gòu)件必須由工廠預(yù)制結(jié)構(gòu)制成,然后運到工地組裝和安裝。如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)構(gòu)件之間發(fā)生碰撞,則必須切開預(yù)制構(gòu)件,在它們形成后不能自由開洞開槽,必須將預(yù)制構(gòu)件運到施工現(xiàn)場,這造成了延誤和經(jīng)濟損失。預(yù)制構(gòu)件的碰撞主要發(fā)生在預(yù)制構(gòu)件和預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間。碰撞的結(jié)果可以在BIM模型中調(diào)整,體現(xiàn)出其極大的作用。通過碰撞檢查可以使裝配式住宅工程項目的BIM模型趨于優(yōu)化。
結(jié)論
本文涉及的問題包括BIM技術(shù)規(guī)格和設(shè)計要求、規(guī)范標準還有特點等。然后,利用Revit軟件完成了關(guān)于設(shè)計參數(shù)和模塊設(shè)計的研究,其結(jié)果是建立了一個關(guān)于墻壁、板材、柱子和梁參數(shù)化的結(jié)構(gòu)模塊庫,最后到建立了工程試驗基地,以檢驗參數(shù)和模塊化的性能。在設(shè)計和應(yīng)用裝配式住宅項目的模塊中,采用BIM技術(shù)后,工程信息的設(shè)計和檢索效率確實有所提高,與各專業(yè)的參與人員之間的溝通有了很大的改善。
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