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1、BIM 模架在周转架料控制中的应用 赵宁 孙美玲 杜达杰 周军 杨毅 中建三局第三建设工程有限责任公司 摘 要： 周转架料是建筑工程施工中必不可少、数额巨大的一项花费, 如何控制现场周转架料数量、减少进出场及倒运频次、降低其“休眠时间”是建筑企业始终思索的课题。施工现场采用 BIM 模板脚手架设计软件, 可以精确计算现场所需模板、木方、钢管等材料总量且可分规格尺寸、构件、阶段, 随时提取所需数据, 架料控制全方位无死角。BIM 模架软件同时可以做到模板放样施工, 像钢筋放样那样对模板提前放样加工, 节约资源, 降低成本。关键词： 周转架料; BIM 模架; 成本; 作者简介：赵宁/男, 198
2、8 年出生, 工程师, 中建三局第三建设工程有限责任公司, 从事工程技术管理工作。作者简介：孙美玲/中建三局第三建设工程有限责任公司。作者简介：杜达杰/中建三局第三建设工程有限责任公司。作者简介：周军/中建三局第三建设工程有限责任公司。作者简介：杨毅/中建三局第三建设工程有限责任公司。收稿日期：2017-04-14Received： 2017-04-14如何高品质、高质量、低价格的完成工程施工是建筑施工企业生存与发展的关键。模板、木方、钢管、扣件等周转架料是建筑施工过程中必不可少的, 其特点是单个构件价格低廉, 但所需数量巨大, 租赁时间长, 导致其花费数额巨大。根据目前房屋建筑市场周转架料费
3、用成本:别墅 130 元/m 左右, 高层 100 元/m左右。周转架料费用动辄成百上千万元, 如果控制好周转架料数量、减少进出场及倒运频次、减少其“休眠时间”, 便能够创造非常高的工程效益。目前, 工程周转架料计算基本都是技术部门通过手算进行, 大多情况下是计算单个或几个跨度或计算单个标准层, 然后推算出整个工程所需周转架料的量或直接通过经验公式计算。计算结果与实际量差出入大且无法控制各材料数量准确的进场时间, 造成资源的浪费、成本的增加。1 工程概况某在建工程共 41 栋住宅、1 栋配套公建及一层地下车库, 总建筑面积为 164 352.22 m;包含 30 栋 3 层别墅, 建筑面积为
4、29 707.39 m, 2 栋洋房及 9 高层建筑面积为 134 644.83 m (其中车库面积为 26 560.88 m) 。项目施工单体多、周转架料需求大、使用周期长, 按传统架料造价, 仅此一项费用就高达 1 700万元。若能够精确控制每个施工阶段架料需求量及进退场时间、对应的倒运周转、模板放样定尺加工, 就可以降本增效, 创造价值。2 BIM 模架BIM 模板脚手架设计软件包括脚手架三维搭设设计、模板及支架三维设计、模板配模下料、模板脚手架精确算量等功能。根据现场实际情况, 精确计算周转架料需用量, 自动输出模板支架工程的施工图、配模图、典型构件的计算书、材料统计表、施工方案等,
5、为管理人员提供准确的参考各项依据。BIM 模板脚手架设计软件可导入 GCL 模型文件或自由绘制建模, 软件可基于结构模型进行脚手架布置模拟、安全验算、模板配模下料、各类材料用量计算、材料优化等。根据项目外架、满堂架等施工方案的各项参数, 布置出模板以及脚手架模型, 同时精确统计各类模板、背楞、U 拖、扣件等材料的用量, 同时软件可分规格尺寸、分构件、分阶段统计。2.1 BIM 模架在架料中的作用采用 BIM 模板脚手架设计软件可以根据目前现场施工进度进行周转架料调配与控制。根据软件提供的数据, 假设新开高层需要重新配置架料, 而现场地库还有即将拆除的部位, 通过软件可以直接调出此部位地库周转架
6、料表, 对比高层需要配备的周转架料表, 即可得出各种架料还需进出场的数量。现场人员可以任意提取现场任意部位、任意构件各架料的数量, 能够调配现场各规格尺寸架料的倒运及进退场时间安排, 避免架料“来回跑”或“睡大觉”。目前现场主体结构已完工, 据项目材料及商务粗略统计, 采用 BIM 模架进行现场周转架料的管理, 架料租赁周期数量、进出场及现场倒等费用比传统架料控制模式节约 10%18%成本。2.2 BIM 模架中的模板放样2.2.1 模板放样的需求周转架料里的“用粮大户”是模板, 根据项目前期测算, 仅模板使用面积约 21.6万 m, 约合人民币超过 770 万元。这就要求模板除了安全要有保障
7、, 还要经济合理。模板的成本管理有较多不确定因素, 使得模板现场管理较多依靠传统经验, 时有费用超限, 甚至限值也不明确。传统的模板加工设计存在计算、绘图、算量、交底等环节的难点:1) 一份专业的实施性模板工程施工方案应当包括模板支架平面布置图、典型梁构件详图、关键节点大样图等, 这些繁重、枯燥的工作往往成为编制实施性施工方案的巨大困难;2) 一份有深度的实施性模板工程施工方案应当包含较为准确材料用量预算, 而由于缺乏优秀的计算规则、工具实际往往是根据经验估算, 造成的误差、浪费较大;3) 由于用工短缺、工人专业素质连年下降, 往往通过专业的图纸和文字描述的交底方式已经不能很好的阐明方案设计意
8、图, 尤其在复杂节点上, 亟待直观的技术交底方式。2.2.2 模板放样的效果BIM 技术的可视化、可计算、可模拟、可出图特性为模板脚手架深化设计提供了全新手段和工具。基于数字结构模型, 进行可视化的模板脚手架模拟设计, 依据规范自动提供安全性计算、合理性检查、输出三维可视的交底模型, 提供精确材料用量, 实现 BIM 技术在技术、成本、安全等维度的施工应用。项目前期采用两栋相同单体对比施工, 一栋采用传统施工工艺, 现场木工班组自行设计加工搭设;一栋采用 BIM 模板配模下料功能, 对标准层模板精确放样, 进行模板下料优化, 部分集中加工。根据现场实际情况:单层建筑模板接触面积为 1 460
9、m, 木工班组自行加工需整板约 1 850 m;而采用 BIM 模架软件设计为1 580 m, 比传统木工加工节约模板用量 15%。按项目模板使用面积 21.6 万 m, 采用模板放样, 将节约模板 3.24 万 m, 折合人民币节约超过 100 万元。模板放样软件做到提供了智能模板拼合方案, 提供了精确模板下料加工图, 可集中定尺加工。对施工而言, 工人可按照墙柱、梁板的模板拼接图进行现场“堆积木”, 提高了施工效率。对项目而言, 软件提供了真实的参考数据, 模板下发数量有据可依, 杜绝了工人不负责导致成本增加的隐患, 节约成本, 节约资源。2.2.3 施工中模板放样的难度针对模板放样施工, 目前还存在一定的施工难度, 模板放样后, 首次加工的模板规格数量较大, 现场无法提供不同规格模板的堆放场地, 堆码一起又不好操作施工模板在周转过程中也存在同样的问题。如何采用软件控制, 在材料损耗一定的情况下尽可能减少模板规格数量将是后续软件发展的放向。3 结语成本管理是所有企业获得更大效益的根基, 周转架料管理是建筑工程成本管理的一项重要组成部分, 采用新的科学技术进行周转架料管理是行业发展的趋势。BIM 模架软件最主要的还是对模板实现了与钢筋相仿的精确放样, 可以给出现场所需, 虽然目前现场实施还存在一定的难度, 但不久的将来将会成为模板控制的新利器。
