BIM技術(shù)在大型裝配式框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

霍如禮 陳永亮 夏凌云 趙 允 張學(xué)偉

(中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 201200)

BIM技術(shù)在大型裝配式框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

霍如禮 陳永亮 夏凌云 趙 允 張學(xué)偉

(中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 201200)

以國內(nèi)首個大型多組合PC構(gòu)件商業(yè)項目為例，從深化設(shè)計、技術(shù)管理、生產(chǎn)進度管理等方面，詳細介紹了BIM技術(shù)在裝配式框架結(jié)構(gòu)中各個管理方向的應(yīng)用要點和方法，為BIM和PC技術(shù)結(jié)合的項目提供參考和借鑒。

裝配式框架結(jié)構(gòu)，BIM技術(shù)，項目管理

0 引言

隨著BIM技術(shù)在建設(shè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，BIM技術(shù)已不再是行業(yè)的前沿性技術(shù)，作為一種新技術(shù)正在改變著傳統(tǒng)的項目管理模式，BIM技術(shù)的應(yīng)用從理論推廣逐步發(fā)展至在實踐中論證其可行性，成為行業(yè)的發(fā)展趨勢，是建筑信息化發(fā)展的方向和目標。通過高精度的模型作為基礎(chǔ)，提取項目所需信息，模擬方案，在深化設(shè)計、技術(shù)、生產(chǎn)、物料等項目管理應(yīng)用中，以可視化、精細化的特點輔助項目管理。

傳統(tǒng)的PC技術(shù)一般應(yīng)用在住宅工程中，在大型框架結(jié)構(gòu)中還很少見，框架結(jié)構(gòu)與PC技術(shù)結(jié)合的工程特點是工期緊、場地布置復(fù)雜且預(yù)制構(gòu)件容錯率低，BIM技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。

1 工程概況

上海顓橋萬達廣場項目位于上海市閔行區(qū)顓橋鎮(zhèn)都市路與顓興東路交叉口，交通便利。地下2層局部1層為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，地上1屋面層為預(yù)制構(gòu)件+現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。建筑高度24 m，項目占地面積46 246.12 m2，總建筑面積150 150.04 m2，其中地下46 960 m2，地上10 319.1 m2。該項目為國內(nèi)預(yù)制雙T板技術(shù)首次應(yīng)用在商業(yè)框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，預(yù)制裝配率達30%。本工程采用裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，是國內(nèi)首個大型多組合PC構(gòu)件商業(yè)項目，主要預(yù)制構(gòu)件包括：預(yù)制疊合板、預(yù)制疊合梁、預(yù)制樓梯、預(yù)制疊合雙T板。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 模型建立

預(yù)制+現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的BIM模型標準，應(yīng)有以下幾種特點：

1)預(yù)制構(gòu)件精度高：施工階段的模型精度標準是LOD400，以確保預(yù)制構(gòu)件的外甩鋼筋、預(yù)留槽口及預(yù)埋套筒的尺寸大小與位置能夠達到還原現(xiàn)場實際施工的要求。

2)構(gòu)件族庫標準化：統(tǒng)一構(gòu)件命名和制作方式，統(tǒng)一模型創(chuàng)建最小單元，固化所有設(shè)計參數(shù)，統(tǒng)一管理構(gòu)件分類(包括命名規(guī)范、信息格式、制作方式)，將設(shè)計、質(zhì)檢等管理信息存儲于構(gòu)件中，實現(xiàn)BIM模型的信息關(guān)聯(lián)，提高建模效率，形成可復(fù)制可推廣的模型建立標準。

3)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模型扣減：現(xiàn)澆構(gòu)件在建模之前需先界定與預(yù)制構(gòu)件的分界，避免工程量重復(fù)計算，其中重點是分析預(yù)制構(gòu)件外甩鋼筋、預(yù)留鍵槽及上部疊合部分的輪廓和現(xiàn)澆部分的體積如何扣減，采取一種較簡便且工程量計算精確的方法進行現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建模。

2.2 深化設(shè)計應(yīng)用

BIM技術(shù)對于預(yù)制框架結(jié)構(gòu)深化設(shè)計的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對預(yù)制構(gòu)件深化的圖紙校核和碰撞檢查兩方面。

1)圖紙校核：根據(jù)設(shè)計院提供的預(yù)制構(gòu)件深化圖紙及BIM工作站確定的建模標準進行構(gòu)件族建立，預(yù)制構(gòu)件族的模型精度直接影響圖紙校核的準確程度。施工階段模型精度應(yīng)不低于LOD400，在梁柱核心區(qū)及屋面變坡處等關(guān)鍵節(jié)點加強建模精度，為碰撞檢查和復(fù)雜節(jié)點三維演示做好基礎(chǔ)；族庫建立完成后開始建立項目模型；建模過程主要檢查構(gòu)件尺寸、類別是否合理并反推設(shè)計圖紙是否存在錯漏碰缺，同時校核預(yù)制構(gòu)件族建立是否出錯；統(tǒng)計問題形成文件記錄并作為圖紙問題的原始文件。

2)碰撞檢查：建模完成后進行構(gòu)件碰撞檢查，重點分析鋼筋與鋼筋之間和鋼筋與預(yù)制構(gòu)件之間發(fā)生的碰撞；并生成碰撞檢查報告反饋設(shè)計審核，確保預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)無誤，進而研究預(yù)制構(gòu)件吊裝施工順序及方案。

3)構(gòu)件吊裝順序：預(yù)制構(gòu)件深化圖紙明確了預(yù)制構(gòu)件(僅包括疊合梁)在梁柱節(jié)點處的吊裝順序，按照梁高度不同大梁先于小梁吊裝，高度相同時外甩鋼筋上翻(UP)后于普通梁吊裝的原則，研究其按此順序施工是否有沖突導(dǎo)致某個別構(gòu)件無法吊裝的問題發(fā)生，從而修改吊裝順序，若修改后引起其余構(gòu)件吊裝順序大面積的變化導(dǎo)致其他構(gòu)件發(fā)生上述現(xiàn)象，建議此類構(gòu)件修改為現(xiàn)澆構(gòu)件。

2.3 技術(shù)管理應(yīng)用

BIM技術(shù)在裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的技術(shù)管理應(yīng)用的重點是和技術(shù)方案的結(jié)合。模擬施工方案并對不合理處進行優(yōu)化。

1)運用BIM技術(shù)對預(yù)制構(gòu)件吊裝技術(shù)方案進行三維動畫模擬，直觀清晰的展示方案的每道工序，實現(xiàn)技術(shù)方案的動態(tài)化管理。

2)在預(yù)制構(gòu)件吊裝施工前，組織項目管理人員對吊裝方案(動畫)進行審核，并提出修改意見，確保吊裝作業(yè)高效合理的進行。

3)為驗證方案準確性，實時將方案模擬與現(xiàn)場實際操作進行對比，從而實時優(yōu)化施工方案模擬。

2.4 生產(chǎn)進度管理應(yīng)用

BIM技術(shù)在裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)中生產(chǎn)、進度管理主要應(yīng)用在三個方面：

1)預(yù)制構(gòu)件明細表核對：本工程各層預(yù)制構(gòu)件量在1 300塊～1 600塊左右，為確保預(yù)制構(gòu)件數(shù)量準確無誤，采用BIM構(gòu)件明細表、構(gòu)件生產(chǎn)廠家數(shù)量清單及設(shè)計圖紙清單三者結(jié)合對比的方式確保構(gòu)件數(shù)量準確。

2)場地平面布置：預(yù)制框架結(jié)構(gòu)工程需要面積較大的構(gòu)件堆放場地，構(gòu)件在場地內(nèi)的堆放標準也有嚴格要求，在現(xiàn)有塔吊不能滿足施工進度要求時還需增加移動吊車輔助吊裝作業(yè)。而現(xiàn)場的施工道路及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的穿插作業(yè)導(dǎo)致現(xiàn)場的平面布置發(fā)生沖突。應(yīng)用BIM技術(shù)模擬現(xiàn)場的實際施工，動態(tài)分析現(xiàn)場平面管理，將每個施工周期內(nèi)場地的不同變化展示出來，把每一個工況詳細表現(xiàn)出來，便于組織施工現(xiàn)場平面管理。

3)車輛進出場動態(tài)模擬：場地平面布置完成，研究在每個施工周期內(nèi)動態(tài)的場地布置情況下，現(xiàn)場施工可滿足不同車輛(包括構(gòu)件運輸車、罐車、鋼筋車輛、汽車吊、泵車)同時運行的最大車輛數(shù)，避免發(fā)生道路擁堵情況。合理安排生產(chǎn)進度，規(guī)劃運輸車輛進場路線。

2.5 安全、質(zhì)量管理應(yīng)用

BIM技術(shù)關(guān)于安全、質(zhì)量的管理應(yīng)用體現(xiàn)在協(xié)同管理方面，BIM工作站通過建立項目BIM構(gòu)件族庫(包括預(yù)制構(gòu)件、安全標準化防護等)，隨時上傳更新構(gòu)件族庫，在現(xiàn)場驗收、巡查時利用移動端設(shè)備查看構(gòu)件及模型，實現(xiàn)BIM的協(xié)同管理。

1)質(zhì)量協(xié)同管理：現(xiàn)場驗收時利用移動端平臺查看構(gòu)件的規(guī)格尺寸大小、預(yù)留預(yù)埋，校核現(xiàn)場實際構(gòu)件與模型是否一致，并掃描產(chǎn)品二維碼進行核對，確保產(chǎn)品合格并使用正確。

2)安全協(xié)同管理：通過安全標準化模型建立修改并確定措施方案，確定各安全防護的材料規(guī)格尺寸和穿插的前后工序，確保預(yù)制吊裝在安全措施合格的標準下進行施工。

2.6 成本、物料管理應(yīng)用

精細化管理是行業(yè)的大趨勢和一致追求的目標，BIM技術(shù)在本項目成本、物料的精細化管理應(yīng)用是通過在施工中將模型按施工段進行劃分，并根據(jù)施工段提取工程量，輔助生產(chǎn)申報材料計劃，通過與實際進場量對比分析，實現(xiàn)物料精細化管理。

3 結(jié)語

BIM技術(shù)在大型裝配式框架結(jié)構(gòu)項目應(yīng)用可借鑒的經(jīng)驗不多，且本項目的預(yù)制構(gòu)件類別較多，BIM技術(shù)如何與PC技術(shù)相結(jié)合是重要的研究對象。本項目通過自建模型至施工完成全階段系統(tǒng)的研究，制定了建模標準、深化設(shè)計工作計劃，進行了技術(shù)、質(zhì)量、安全、生產(chǎn)、物料等全方面的應(yīng)用點分析。過程中合理的分配任務(wù)，要求BIM前置于施工、復(fù)雜節(jié)點可視化，從BIM技術(shù)的角度較為順利的完成了輔助項目管理的任務(wù)，也為BIM與PC技術(shù)相結(jié)合的深化設(shè)計、施工和項目管理提供了良好的借鑒。

[1] 閆 浩,鄧思華,李晨光,等.BIM技術(shù)在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的研究與應(yīng)用[J].建筑技術(shù)與應(yīng)用，2016(4)：33-34.

[2] 樊裕偉,馮 超.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].建筑，2016(2):12-13.

[3] 周文波,蔣 劍,熊 成.BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù)，2012,41(22):72-74.

ApplicationofBIMtechnologyinlarge-scaleassembly-styleframeworkstructure

HuoRuliChenYongliangXiaLingyunZhaoYunZhangXuewei

(GeneralContractingCorporation,ChinaBuilding8thEngineeringBureauCo.,Ltd,Shanghai201200,China)

Taking the large-scale multi-combination PC component commercial project as an example, starting from aspects of the depth design, technic management and producing schedule management, the paper specifically introduces application points and methods of BIM technology in assembly-style framework structure, which has provided some guidance and reference for BIM and PC technology combination project.

assembly-style framework structure, BIM technology, project management

TU712.1

：A

1009-6825(2017)24-0242-02

2017-06-17

霍如禮(1989- )，男，助理工程師