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1、基于 BIM 的装配式住宅构件拆分研究 徐永旭 秦凌凌 谢春宁 邱江婷 重庆科技学院 摘 要： 对 BIM 技术和装配式住宅建筑进行了阐述, 强调了 BIM 技术对装配式住宅建筑拆分的重要性, 提出了装配式住宅建筑构件拆分的前提和基本原则, 希望该研究可以对装配式住宅建筑中构件的拆分和现场组装提供参考。关键词： BIM; 装配式建筑; 构件拆分; 作者简介：徐永旭 (1993-) , 男, 在读硕士;作者简介：秦凌凌 (1992-) , 男, 在读硕士;作者简介：谢春宁 (1992-) , 男, 在读硕士;作者简介：邱江婷 (1993-) , 女, 在读硕士收稿日期：2017-09-24基金：
2、重庆科技学院科技创新项目支持 (项目编号:YKJCX1620620) Research on component split of assembly house based on BIMXu Yongxu Qin Lingling Xie Chunning Qiu Jiangting Chongqing University of Science and Technology; Abstract： This paper firstly introduced the BIM technology and assembly house building, stressed the importan
3、ce of BIM technology for assembly type residential building split, and put forward the basic principle based assembly house building component split. It is hoped that this study can provide a reference for the split and field assembly of prefabricated residential buildings.Keyword： BIM; assembly bui
4、lding; component split; Received： 2017-09-24随着我国经济社会发展的转型升级, 尤其是城镇化建设脚步的加快, 建筑业在其中起着不可或缺的作用。但是, 现阶段大多数建筑还在采用传统的设计和现浇模式, 相比装配式建筑, 传统施工模式有着施工工期长、建筑污染严重、施工过程中安全性低等缺点, 同时, 随着现阶段工业 4.0 时代的到来、建筑行业近几年各环节利润的下降, 装配式建筑也在这一趋势下得到了充分的认可, 得到政府的大力支持。装配式建筑相比传统的施工方法优点很多, 但是在前期深化设计阶段要求很高, 各构件需要考虑现场实际情况、机具吊装能力以及运输车辆情况
5、和路况等因素。利用 BIM 技术对装配式住宅建筑进行设计优化, 建立装配式住宅建筑信息模型, 然后通过软件对结构进行分析, 将构件进行合理的拆分, 实现构件标准化和规格化, 促进各专业间协同设计。1 基本概念1.1 BIM 技术BIM 技术是通过建模软件构建所有建筑构件的三维信息模型。通过参数设计, BIM 技术可以整合建筑工程全过程的数据信息, 并可以对建设设计、施工、运营阶段进行优化管理和信息共享, 从而完成建筑数字资产的构建1。通过模拟建筑所有构件的数据信息, 可以更好的实现对建筑的一体化管理。其精髓是运用建模软件对建筑物进行真实的信息模拟, 并利用数据信息技术为该三维模型提供全面的、和
6、建筑物一模一样的建筑信息资产2。通过 BIM 技术, 使建筑模拟过程具有可视化、协同化、可出图性等特点, 使用简单, 实用性强。1.2 装配式住宅建筑在生产车间中, 对拆分好的建筑物构件进行加工处理, 将预制好的构件运输至施工现场, 并采用全预制或半预制的方式进行现场组装称之为装配式建筑3。简单来讲, 就是将建筑物的绝大部分构件在工厂加工生产, 然后运输至施工现场进行组装, 做到像造汽车一样造房子。装配式建筑作为一种新型建筑, 在技术上采用新工艺、在施工上采用新方法, 符合我国现阶段绿色可持续发展理念。2 装配式建筑拆分的前提和原则装配式建筑前期最主要的工作就是对模型进行深化设计, 也就是对建
7、筑物进行拆分, 形成各单体构件, 以便在工厂加工, 然后将单体构件运输至现场进行组装。2.1 拆分前提目前, 我国装配式建筑应用比较成熟的单位中, 将建筑拆分的构件主要有以下几个:1) 竖向结构, 主要有夹心叠合剪力墙、现浇柱、外挂墙板、女儿墙等;2) 水平结构, 有叠合楼盖、叠合梁/叠合柱帽、叠合阳台板等。将装配式住宅进行拆分需要满足以下几点:1) 节点标准化。构件的拆分不仅要考虑外观要求, 同时还要满足生产工艺的要求, 标准的节点, 可以使结构在拆分过程中根据指定尺寸进行拆分, 而且方便后期工厂中的加工。2) 结构的承载能力。对构件拆分的最基本要求是保证承重构件的承载能力, 在拆分之前,
8、通过建模软件 Revit 建立建筑模型, 然后通过接口将建筑模型导入PKPM 结构计算软件中, 对结构进行受力分析, 计算各构件承载力, 然后再将分析计算之后的结构模型导入 Revit 中, 形成相应的结构模型, 在软件中, 可以剖解各种视图, 然后加以标注, 形成最终的施工图文档。2.2 构件拆分的原则本文主要从整体建筑过程中安全性原则、经济性原则、现场施工环境以及现场组装等方面, 对构件的拆分提出建议。2.2.1 安全性原则建筑安全是我们对建筑物最基本的要求, 那么, 如何保证装配式建筑的安全就是拆分过程中最基本的原则。首先, 通过 Revit 软件对建筑物建立基本信息模型, 然后通过接口
9、导入 PKPM 结构分析模型, 进行结构分析计算, 对分析过后的建筑信息模型再转入 Revit 软件中, 形成结构信息模型。在此结构信息模型中, 包含所有构件的信息, 包括构件尺寸大小、钢筋率以及各构件的材质等信息。然后在此基础上, 根据相关规范的要求, 对结构进行拆分。对构件的平面形状, 依据 JGJ 12014 装配式混凝土结构技术规程, 平面长宽比、高宽比不宜过大 (见表 1) , 局部凸出或凹入部分的尺度也不宜过大, 平面形状宜简单、规则、对称, 质量、刚度分布均匀4;在结构技术方面, 依据JGJ 12014 装配式混凝土结构技术规程及 GB/T 512312016 装配式混凝土建筑技
10、术标准, 制定拆分原则, 然后在 Revit 软件中使用 Dynamo 功能, 对建筑信息模型进行可视化编程, 然后将 Revit 结构信息模型中的所有构件拆分为单体构件, 完成构件拆分5。表 1 装配整体式剪力墙结构参数表 下载原表 2.2.2 经济性原则装配式建筑构件是在工厂加工生产, 前期需要购买制造模具, 投入较大, 因此, 对构件的拆分要求标准化, 制定统一的标准增加模具的重复利用率, 做到一模多生产的效果, 随着生产构件的增多, 各构件平均成本降低, 使得建筑物整体造价降低。同时, 还要考虑构件的运输, 目前所采用的运输车辆大多为半挂车, 其标准荷载吨位一般为 30 t, 根据所拆
11、分的构件, 选择合适的车型, 做到物尽其用, 节约成本。2.2.3 现场施工环境生产出的构件, 最终是要运到施工现场的, 在施工前, 需要对构件进场路线考察, 结合本地政府对运输道路的要求, 做好生产准备, 确保构件能够顺利进场;对现场施工环境的勘察, 是确保进场的构件能够合理堆放, 避免构件乱堆放现象。同时还要考虑施工现场塔吊的起吊和承重, 做到安全施工。2.2.4 现场组装图 1 现场组装 下载原图现场组装存在构件如何堆放、构件如何精准对接和如何支撑构件等难点。首先是装配式构件组装之前要进行不断的设计修改, 进行门窗、管道预留洞口的静态和动态的模拟检测, 确保拆分设计的正确性。其次, 现场
12、构件堆放按照 RFID和二维码编号, 以便进行随时查看构件的属性和组装时的具体位置。最后, 也是最重要的是精准对接。吊装时利用视频技术和 RFID 技术, 再结合作业人员的配合实现有效的构件对接 (见图 1) 。3 结语随着国家强力推行装配式建筑, 装配式住宅将会不断的涌现。装配式住宅的基本构件拆分已经不是难题。但是在空间有限的场地进行有序的堆放和吊装仍亟待解决, 如何进行安全性、经济性、易于运输的住宅结构构件拆分还需要大量研究。本文通过对住宅构件拆分的基本原则的阐述, 希望能为装配式住宅建筑的发展提供有益的参考。参考文献1杨士珏, 李金园, 洪人杰.BIM 技术在老年公寓预制装配式混凝土结构施工中的应用研究J.施工技术, 2014 (S2) :587-589. 2应杰.BIM 技术在装配式建筑构件中的应用J.建筑设计, 2017 (10) :105-107. 3贾晓英.建筑工业化与工业化建筑J.科技信息, 2012, 22 (8) :435. 4樊骅, 夏锋, 丁泓.装配式住宅结构自动拆分与组装技术研究J.住宅科技, 2015 (10) :1-3. 5董苏然, 许晓文, 何素娟.BIM 技术在装配式建筑设计中的应用实践J.建设科技, 2017 (8) :37-39.
