基于BIM技術的裝配式建筑支吊架系統安裝技術研究

摘要：針對傳統支吊架系統安裝方法缺乏科學的設計依據，研究基于BIM技術對裝配式建筑支架系統安裝技術進行優化。研究的主旨為通過建立BIM模型實現對裝配式建筑支架系統安裝技術的整體布局和細節構造。經實驗可知，當安裝數量為13次時，研究技術的人力成本為38人。得出，BIM技術可以減少安裝成本，提升施工效果和經濟收益。

關鍵詞：BIM裝配式建筑支吊架人力成本

中圖分類號：TU85文獻標識碼：A

ResearchontheInstallationTechnologyoftheSupport-HangerSystemofPrefabricatedBuildingsBasedonBIMTechnology

WEIJiao

SchoolofArchitectureandCivilEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming，YunnanProvince，651700China

Abstract：Inviewofthelackofthescientific?;designbasisfortheinstallationmethodofthetraditionalsupport-hangersystem，thisstudyoptimizestheinstallationtechnologyofthesupportsystemofprefabricatedbuildingsbasedonBIMtechnology.ThepurposeofthisstudyistorealizetheoveralllayoutanddetailedconstructionoftheinstallationtechnologyofthesupportsystemofprefabricatedbuildingsbyestablishingaBIMmodel.Theexperimentshowsthatthelaborcostofstudyingthistechnologyis38personswhenthenumberofinstallationis13times，soitcanbeseenthatBIMtechnologycanreduceinstallationcostsandimproveconstructioneffectsandeconomicbenefits.

KeyWords：BIM;Prefabricatedbuilding;Supportsandhangers;Laborcost

隨著建筑業的快速發展，裝配式建筑逐漸成為主流[1]。這種建筑方式能夠提高施工效率，降低成本，減少環境污染，符合綠色建筑和可持續發展的理念[2-3]。在裝配式建筑中BIM技術可以通過建立三維模型，實現建筑信息的集成化和數字化管理[4-5]。因此研究在裝配式建筑支吊架系統中通過引入BIM技術對其安裝方法進行優化，通過理論分析確定支吊架系統安裝的關鍵因素和優化目標。此次研究的創新點在于將BIM技術應用于裝配式建筑的支吊架系統安裝中，通過理論分析和實驗驗證相結合的方法，并利用BIM技術的模擬施工功能，優化施工方案和資源安排。此次研究不僅有助于提高裝配式建筑支吊架系統安裝的效率和質量，而且對于推動BIM技術在建筑業的應用和發展也具有重要意義。

1基于BIM技術的支吊架系統的施工模擬

1.1BIM技術在支吊架系統中的協同設計

裝配式建筑是指把傳統建造方式中的大量現場作業工作轉移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構件和配件，如樓板、墻板、樓梯、陽臺等，運輸到建筑施工現場，并通過可靠的連接方式在現場裝配安裝而成的建筑。這種建筑方式主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等，是現代工業化生產方式的代表。其特點包括大量的建筑部品由車間生產加工完成，如外墻板、內墻板、疊合板、陽臺、空調板、樓梯、預制梁、預制柱等。

隨著現代建筑工業化的推進，裝配式建筑因其高效、環保、節能等特點而受到廣泛關注[6]。其中支吊架系統是建筑機電工程設施中重要的組成部分，主要用于承擔各配件及其介質重量、約束和限制建筑部件不合理位移以及控制部件振動等功能，對建筑設施的安全運行具有極其重要的作用。BIM技術作為一種數字化工具，用于表示建筑、基礎設施和設備的物理和功能特性。BIM技術通過創建三維模型，可以實現項目各階段的信息共享和協同工作，以此提高設計、施工和運維的效率和準確性。因此，研究采用BIM技術將其應用于支吊架系統的協同設計中。首先，使用BIM軟件建立支吊架系統的三維模型，并添加支吊架部件、連接件、管道、設備等信息。支吊架主要可分為門式支吊架、根部支吊架、附件支吊架、抗震支吊架、承重支吊架等。它在各施工環節起著重要的作用，主要用于建筑給水排水、消防、供暖、通風、空調、燃氣、熱力、電力、通訊等機電工程設施，在運行中產生熱位移及其設備裝置上。其次，確定機電管線空間排布方案，建立包含給排水、暖通、電氣等機電管線的三維模型。為保證安裝的質量和連接性，在研究中使用膨脹螺栓、連接螺母螺栓作為裝配式支吊架配件材料。再次，將機電管線BIM模型構件與綜合支吊架初步設計模型連接整合并進行碰撞檢測，以此優化支吊架系統的設計方案，提高其性能和可靠性。緊接著根據受力計算書數據進行三維綜合支吊架初步設計方案修改。完成上述步驟后，需要輸出綜合支吊架設計計算書，包括各種參數、數據和評估結果等，并將三維模型圖導出為二維施工圖及輸出BIM模型文件進行可視化設計技術交底。最后，根據施工方的要求在工廠對支吊架的裝配進行統一組裝后再將其運送到施工現場，以縮短現場裝配時間，提高施工的進度。

1.2支吊架系統的安裝技術與操作流程

傳統的支吊架系統安裝方法存在一些安全隱患和不確定性，難以保證系統的安全性和可靠性。而基于BIM技術的支吊架系統安裝技術可以通過精確的模型建立、模擬和分析，提前發現和解決潛在的安全隱患和問題，提高系統的安全性和可靠性。圖1為裝配式建筑管線支吊架制造流程。

圖1中，首先，對原料進行采購，為制造支吊架提供所需的原材料。其次，進行剪加工技術，根據設計圖紙和生產要求，使用剪切機床對原料進行切割和剪切，以獲得所需的形狀和尺寸。再次，模壓成型，利用模具對經過剪切的原料進行塑形，使其形成支吊架的各個部件。在進行焊接和力學性能測試后對支吊架的外觀、尺寸和力學性能進行檢驗，確保其符合質量標準。最后，對支吊架進行表面處理，如噴涂、電鍍等，以提高其耐腐蝕性和美觀度。在支吊架出廠前，進行最后的檢驗，確保其符合所有質量要求。根據設計要求和施工圖紙，將支吊架與管線和其他附件進行裝配，形成完整的支吊架系統。完成所有生產和裝配流程后，支吊架系統即可出廠，交付給客戶進行安裝和使用。

基于BIM技術的支吊架系統的操作流程包括以下幾個步驟。首先，在遵循相關設計標準規范的基礎上，利用BIM技術對個專業管線進行布置，確定初步的方案。其次，根據現場實際情況對初步方案進行優化調整，并對方案的可行性進行評估。再次，對支吊架之間的間距和尺寸進行計算和設計，在確定方案后，準備支吊架材料和大樣圖制作。最后，通過單點布置的形式對支吊架進行現場安裝，在安裝完成后進行查驗，保證支吊架安裝的質量。綜上可知，在支吊架系統中應用BIM技術進行協同設計可以提高工作效率、優化設計方案、提高系統性能和可靠性等。

2基于BIM技術的支吊架系統安裝實例分析

為驗證研究的基于BIM技術的支吊架系統安裝技術的優越性，研究從安裝的人力成本和安裝的效率出發分析研究技術的可行性和優越性。研究實例工程選取位于某工業園區的項目工程，該工程的建筑總面積為52012m2，地上15層，地下1層，建筑耐火級別為一級。在實驗中，首先進行人力成本的比較，將研究技術與傳統的支吊架系統安裝技術與激光掃描技術進行對比分析，分析結果如圖2所示。

圖2中傳統的支吊架系統安裝技術和激光掃描技術隨著安裝數量的增加，人力成本顯著增加。而基于研究技術的安裝人力成本隨著安裝數量的增加，人力成本上升幅度較緩。當安裝數量為13次時，研究技術的人力成本為38人，少于傳統的支吊架系統安裝技術的81人和激光掃描技術的75人。因此，在給定的條件下，基于BIM技術的支吊架系統是值得考慮和推薦的選擇。

3結論

傳統的支吊架系統安裝方法難以實現預制加工和標準化生產，因此，研究基于BIM技術對傳統的支吊架系統安裝方法進行改進，根據BIM模型和施工圖紙，進行支吊架系統的預制加工。經實驗分析，結果可知隨著安裝數量的增加，3種技術下的安裝人力成本均呈上升趨勢。而基于研究技術的安裝人力成本隨著安裝數量的增加，人力成本上升幅度較緩。當安裝數量為13次時，研究技術的人力成本為38人。綜上可知，BIM技術具有低人力成本的優勢。此次研究的不足之處在于未從材料成本和安裝熟練度與其他技術進行比較，后續可加強這一方面的分析。

參考文獻

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[3]鄭杰珂.BIM5D技術在裝配式建筑工程中的應用：評《裝配式建筑BIM工程管理》[J].中國油脂，2023，48（8）：42-45.

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