BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用研究

程素麗

(山西工程職業技術學院,山西 太原 030000)

1 裝配式建筑施工的主要特征

裝配式建筑施工,是利用大型建筑構件,現場組裝建筑物的施工方式。該方式的主要特征可被概括為三個方面。一是施工周期更短,在裝配式施工模式中,建筑物的墻體、管線等構件已經在加工部門中澆筑成型,施工現場只需要完成吊裝等工作,因此其施工周期較短。二是施工現場對于周邊環境的影響較小,傳統的施工模式中,通常需要在夜間澆筑混凝土,因此其會產生嚴重的噪音污染、光污染以及廢水污染。但裝配式建筑施工簡化了這一環節,因此其所帶來的污染相對較少。三是施工設計更為合理,傳統的施工模式中,會嚴格依據圖紙的設計開展施工,但施工現場通常會出現難以控制的變量,施工的變更流程較為復雜,其合理性也難以得到保障。但裝配式施工通常會利用信息技術完成前期設計。在遇到臨時變更的情況下,施工單位可通過信息技術預演變更流程,從而使現場施工更為合理。

2 BIM技術的構成

BIM技術主要是由虛擬仿真技術、數字建模技術、計算機模擬技術以及三維可視技術共同構成。虛擬仿真技術是由VR技術與計算機仿真技術融合而成。該技術可通過信息采集系統,將施工現場、建筑構件以及施工機械等要素制作成比例逼真的模型。數字化建模技術,是將仿真模型轉換為數字模型的技術。利用該技術,施工模型將在計算機處理界面中得到任意轉換。計算機模擬技術是將調整、使用數字模型的技術。在施工應用中,設計人員可編制靜態的模擬場景,以實現施工流程重新。也可利用融入了物理數據的動態模型,對施工設計與建筑質量進行檢測。三維可視技術是展現建筑細節,還原建筑場景的關鍵技術。其通過逼真的界面展示,可將建筑構件與建筑空間還原成立體圖形。利用這一技術,計算機模擬技術的視覺體驗感將得到加強,施工單位可利用該技術更為詳細地觀察施工結果,從而使施工流程得到優化。

3 BIM技術在施工場景中的應用

3.1 數據采集與構件設計

BIM技術需要對三類數據進行采集。首先,是利用全站儀等設備,對施工現場進行測量,并依據施工圖紙以及地質結構,對地基結構進行分析,這部分數據是構建施工場景的主要依據。其次,是通過衛星成像技術或遙感技術,對施工現場周邊的交通環境、建筑密度、生態環境等數據進行統計。通過這部分數據,設計人員將掌握到工程周邊的環境,從而使建筑設計與施工規劃更為合理。再有,是利用3D成像技術,將施工機械、施工人員等數據設置為等比例模型。在具體的設計中,設計人員可利用這部分數據制作出一份涵蓋了工程周邊環境、地下結構以及施工現場的立體圖形,從而使施工流程與構件設計得到更為合理的測算。

3.2 碰撞檢測與協同分析

碰撞檢測的主要目的是要呈現出早期設計所存在的不合理因素。利用BIM技術,碰撞檢測的科學性將得到增強,其成本也將得到有效控制。例如,BIM技術可協助檢測工程質量。即對數字化模型,進行模擬抗風、抗震實驗。傳統的檢測方式,需要分別制作抗風與抗震模型,再通過物理實驗,將所獲得的參數轉化為實驗數據。檢測人員通過標準的分析公式,可了解到該建筑物的設計質量。但BIM技術可將數據模型輸入到檢測程序中,并利用信息技術營造出各類實驗場景,從而使檢測流程更為便捷。其次,BIM技術可快速實現建筑構件的組裝,通過場景還原,構件設計的缺陷,將得以體現。總之通過BIM技術所提供的碰撞實驗,建筑的設計方案得到優化。

3.3 施工規劃與預算分析

工程施工所涉及的變量較多,其預算也難以準確設定。BIM技術可真實還原施工現場,通過優化分析,預算數據也將得到準確呈現。例如,設計人員可利用特定周期內的交通數據,還原施工期間的交通環境,從而將建筑構件在運輸途中可能出現的問題,體現在操作界面中。之后,設計人員可在立體模型中輸入對應季節的天氣數據,從而模擬出施工現場的溫度、濕度等外部環境。當外部環境的數據模型構建完成后,設計人員可依據物理公式還原出施工場景。在這一環節中,物料擺放、人員調配以及機械操作等環節都將得到真實體現,依據這部分數據,施工流程將得到更為合理的規劃,施工預算也將更加精準。

3.4 施工控制與吊裝模擬

在裝配式建筑的施工現場中,施工人員也可利用 BIM技術優化施工方案。例如,技術人員可在吊裝施工前,將本單位的機械數據以及工程參數輸入到立體模型中,從而使該模型呈現出與施工進度相符的立體結構圖。之后,技術人員應當在靜態的模型場景中,實驗不同的吊裝工序,從而獲得最為優化的設計。同時技術人員可利用該結果,分配機械、人力資源以及后期保障,從而使現場的位置、分工得以明確。再有,設計人員可將計算機界面中所體現的位置變化制作成教學視頻。在施工開始前,技術人員可依據該視頻為各崗位制定任務與站位。施工人員也可參照該視頻對施工中可能出現的問題進行分析。利用BIM技術,吊裝等工序將得到模擬,施工控制將更為有效。

4 結語

在裝配式建筑施工中應用BIN技術應當遵循以下流程。首先,是采集建筑數據并利用信息技術構建一體化模型。其次,要進行碰撞檢測,以提升設計的合理性。再有,要在一體化模型中輸入對應的外部數據,以制定出合理的預算。最后,可通過該技術幫助施工人員對接崗位職責。