基于BIM技術(shù)的砌塊墻體快速建模應(yīng)用研究

陳大運(yùn)

摘? ? 要：隨著BIM技術(shù)在砌塊墻體工程領(lǐng)域應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，可以全面提高工程項(xiàng)目施工質(zhì)量，還可以強(qiáng)化砌塊墻體工程的施工效率。BIM技術(shù)在砌塊墻體快速建模中的應(yīng)用能夠解決砌塊物料堆放、砌塊總量計(jì)算等不足，確保砌塊磚墻實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。本文對(duì)BIM技術(shù)的砌塊墻體快速建模應(yīng)用，創(chuàng)建輔助插件，全面提高砌塊墻排布的效率，保證砌塊磚墻排布的綜合性和準(zhǔn)確性，有效減少建筑材料的浪費(fèi)，全面提高砌塊墻體工程施工水平。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);砌塊墻體;快速建模

1? 引言

隨著裝配式建筑在我國(guó)快速發(fā)展，砌塊墻建筑的應(yīng)用范圍逐漸縮小，主要以結(jié)構(gòu)工程、機(jī)電安裝工程和裝飾工程為主，這些工程對(duì)砌塊需求量巨大，是砌塊工程最重要的組成部分。如果能夠?qū)ζ鰤K碼放精細(xì)化管理，提高投放、堆放、采購(gòu)的管理效率，能夠全面提高砌塊工程的施工效率，也能夠減少砌塊工程成本消耗，為建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要支持。

2? Bim技術(shù)在砌塊墻體管理中心的應(yīng)用

Bim（Building Information Modeling）是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，具有可視化、模型設(shè)計(jì)、施工采購(gòu)等功能，被建筑行業(yè)廣泛接受。隨著建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展，超過(guò)一般標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一保守設(shè)計(jì)也不斷增多，盡管統(tǒng)一的設(shè)計(jì)能夠有效簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，但對(duì)材料和能源的浪費(fèi)也顯著提高，不符合砌塊墻體工程可持續(xù)發(fā)展要求。在過(guò)去對(duì)建筑設(shè)計(jì)資料和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，搜集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠確保建筑經(jīng)濟(jì)性能的條件下，減少不必要的砌塊材料浪費(fèi)。但是受到實(shí)際工程的影響，不同建筑項(xiàng)目存在明顯差異。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中只能夠從部分角度提供最佳的解決方案，導(dǎo)致混凝土砌塊工程設(shè)計(jì)優(yōu)化效果不理想。BIM技術(shù)能夠在工程項(xiàng)目中的不同階段發(fā)揮著不同的作用，從項(xiàng)目開始直至項(xiàng)目結(jié)束整個(gè)生命周期。在進(jìn)入開發(fā)場(chǎng)地后，由勘測(cè)方提供統(tǒng)一的三維測(cè)繪成果，設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)此三維模型進(jìn)行深入探究，最終保證設(shè)計(jì)成果得到科學(xué)轉(zhuǎn)換，為施工人員的施工提供重要的參考與信息。在施工完成之后，能夠利用該三維模型加強(qiáng)后期管理，每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息都可以直接作為下一個(gè)環(huán)節(jié)信息交接，確保不同階段之間的信息銜接，避免出現(xiàn)工作脫節(jié)的問(wèn)題。BIM技術(shù)還能夠?qū)⒄麄€(gè)建筑開發(fā)全過(guò)程的信息，即成為統(tǒng)一的工程數(shù)據(jù)源，所有參與方以及用戶都可以從該模型中快速找到自己所需要的信息，確保各參與方能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。利用BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)砌塊墻體結(jié)構(gòu)可視化建模，確保對(duì)砌塊的具體采購(gòu)數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確估算。在建造過(guò)程中BIM技術(shù)能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出不同規(guī)格的砌塊類型和數(shù)量，自動(dòng)生成砌塊需求數(shù)，利用BIM技術(shù)可視化模型能夠有效減少10%～20%左右的材料浪費(fèi)，不需要額外補(bǔ)訂，確保對(duì)產(chǎn)品的殘次率和運(yùn)輸損耗進(jìn)行深入分析，能夠增強(qiáng)材料運(yùn)輸管理的有效性。BIM模型可視化還能夠模型的外觀進(jìn)行驗(yàn)證，確保采購(gòu)計(jì)劃的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，減少施工現(xiàn)場(chǎng)建筑材料、擁擠、堆放以及不必要的浪費(fèi)。

3? 基于Revit砌塊墻體建模

在對(duì)砌塊墻體建模時(shí)，包括兩個(gè)步驟。首先，對(duì)砌塊墻體建模重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行劃分。其次，基于Revit平臺(tái)對(duì)砌塊墻體進(jìn)行二次開發(fā)與利用，快速擺放砌塊。在砌塊建模分析的過(guò)程中，要保證所有磚砌塊能夠按照一定的順序進(jìn)行正確擺放，或者按照兩丁一順、全順、一順一丁、梅花丁、三順一丁等多種方式。磚塊的擺放分為順磚和丁磚，在墻的頂部通常會(huì)預(yù)留一定的位置，為擺不下順砌塊或丁磚預(yù)留空間，為此創(chuàng)建一個(gè)種族，滿足砌塊、斜磚的伸縮大小，確保豎向和水平旋砌塊效果。

對(duì)于墻體輪廓的建模按照規(guī)定尺寸將磚砌塊按順序整齊擺放，但墻體內(nèi)部還有門窗等不同構(gòu)件，砌塊磚墻擺放先按照正常墻面進(jìn)行排布，再利用挖洞的形式將突出墻體的輪廓部分去除。而Revit平臺(tái)的二次開發(fā)，確保在放置族的過(guò)程中研制出插件，快速建模。首先，選取一堵墻，對(duì)墻進(jìn)行點(diǎn)擊墻體。其次，利用系統(tǒng)根據(jù)墻體位置進(jìn)行自動(dòng)排布磚墻。

4? 基于Revit的砌塊堆放及施工

在工程現(xiàn)場(chǎng)，控制砌塊的方法有兩個(gè)，一個(gè)是控制物料供給，另一個(gè)是控制物料的供給時(shí)間，確保場(chǎng)地利用效率得到提升。在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行砌塊施工時(shí)，需要經(jīng)過(guò)施工準(zhǔn)備Revit快速建模、對(duì)砌塊數(shù)量統(tǒng)計(jì)、制定投放時(shí)間、實(shí)現(xiàn)技術(shù)交底、做好特殊砌塊加工、定點(diǎn)定時(shí)投料、砌塊施工完成等流程。利用Revit模型排布磚砌塊能夠獲得具體的砌塊墻體磚的使用明細(xì)，方便給施工人員參考。還可以對(duì)砌塊項(xiàng)目進(jìn)行naviswork 4D模型構(gòu)建，根據(jù)砌塊數(shù)量，按照合理的時(shí)間順序，定時(shí)定點(diǎn)投放，砌塊磚也需要利用naviswork實(shí)際施工順序進(jìn)行施工，當(dāng)施工延誤時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出紅色，施工超前呈現(xiàn)出綠色，有效控制施工進(jìn)度。

5? 應(yīng)用BIM技術(shù)提高砌塊磚體設(shè)計(jì)施工效率

砌塊模型，需要充分考慮整體結(jié)構(gòu)的完整性，在實(shí)際施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到需要特殊形狀的砌塊，或者對(duì)砌塊進(jìn)行加工，利用智能BIM模型可以自動(dòng)定義，滿足特殊要求，在BIM模型建設(shè)時(shí)，有完整的模擬施工過(guò)程，從而為工程項(xiàng)目前期施工提供重要依據(jù)，在建模時(shí)如果生成許多特殊或不規(guī)則砌塊時(shí)，則選取特殊模塊的實(shí)際需求，確保砌塊安裝效率顯著增強(qiáng)，還能夠方便業(yè)主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和施工都能夠快速準(zhǔn)確的獲得效益，對(duì)于砌塊生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果生產(chǎn)的訂單量過(guò)多，很容易造成大量的運(yùn)輸成本，如果將多余氣塊回收，又會(huì)給自身的帳面造成不利影響，少量多次的小訂單，可以降低企業(yè)生產(chǎn)效率，使得單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本上升。BIM技術(shù)對(duì)砌塊生產(chǎn)企業(yè)具有非常重要的作用，隨著砌塊建模的效率和水平不斷提升，為了能夠保證砌塊生產(chǎn)企業(yè)服務(wù)模型快速完成，減少砌塊運(yùn)輸壓力。將生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品編碼與砌塊編碼模型相對(duì)應(yīng)，就能夠有效減少生產(chǎn)計(jì)劃安排的失誤，確保砌筑施工進(jìn)度，符合BIM模型的需要，根據(jù)砌塊生產(chǎn)企業(yè)能夠自由靈活的調(diào)整生產(chǎn)進(jìn)度和采購(gòu)計(jì)劃，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。如果需要二次施工，砌塊墻體夾心墻可以同樣進(jìn)行優(yōu)化。BIM可視化模型對(duì)砌塊生產(chǎn)鏈具有翻天覆地的影響，使得每一個(gè)參與方都能夠獲得巨大的效益，從目前來(lái)看，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，大多數(shù)都采用BIM模型進(jìn)行碰撞檢查。

根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，混凝土澆筑砌塊模型具有模數(shù)化的特點(diǎn)，在碰撞時(shí)也呈現(xiàn)出模式化的形狀。即使利用砂漿砌筑，也可以采用BIM模型進(jìn)行準(zhǔn)確反映砂漿灰縫的厚薄與墻體門洞墻體相交位置具有密切關(guān)聯(lián)，為了能夠增強(qiáng)砌塊之間相交咬砌、門窗洞口平滑，采用BIM模型對(duì)墻體邊緣進(jìn)行準(zhǔn)確定義，盡量減少用工量。

在模型施工之初，可以自動(dòng)對(duì)齊墻體邊緣的方式，確定尺寸反常部位，利用模型驅(qū)動(dòng)生成總采購(gòu)單，對(duì)各種類型的砌塊進(jìn)行分別采購(gòu)，促進(jìn)砌塊生產(chǎn)企業(yè)與其它材料供應(yīng)商能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理堆放，保證砌塊施工過(guò)程全面提高。建筑師結(jié)構(gòu)工程師都可以利用BIM模型來(lái)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)方案是否科學(xué)，砌塊生產(chǎn)企業(yè)也能夠準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)確的判斷出不同砌塊的需求，制定科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃，還能夠隨時(shí)檢查砌塊安裝是否正確。

6? 結(jié)語(yǔ)

隨著自動(dòng)化建模水平不斷提高，此類數(shù)據(jù)能夠更早的從項(xiàng)目中獲取，促進(jìn)信息化水平全面提升，為砌塊墻體設(shè)計(jì)施工流程快速建模提供重要依據(jù)。

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