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装配式研究|基于BIM技术的装配式建筑智慧建造(四)

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(接上篇:基于BIM技术的装配式建筑智慧建造(三))

BIM技术在钢结构项目中的应用主要体现在如下方面:

1)利用BIM三维模型,进行空间定位,校核与地基基础的偏差。

2)优化吊装方案,进行吊装模拟,控制吊装进度。

3)优化钢构模型,生成构件清单,保证加工精度。

本文结合厦门中心大厦工程,介绍BIM技术在钢结构建设过程中的应用。该项目由中建三局总承包,获得全国BIM技术应用一等奖(图27)。

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图27 厦门中心大厦效果图

6.1 软件配置

本项目BIM软件配置如表2所示。

表2 厦门中心大厦BIM软件配置

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6.2 BIM技术应用亮点

本项目应用包括了土建、钢结构和机电三大专业,七大版块的二十一项核心应用(图28)。

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图28 项目BIM技术应用亮点

6.3 基于BIM的群塔作业设计

本项目高峰时期有17台塔吊群交叉作业,采用BIM技术有效组织塔吊运力,避免群塔碰撞,起到了良好效果(图29)。

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图29 群塔作业

6.4 大倾角钢柱吊装模拟

利用专业的BIM设计软件为项目创建精确的数字化模型,在直观的3D环境下分析、优化,并为异型构件创建施工定位图,根据模型进行工程量统计等。钢柱倾斜角最大约61°,分三层多步向外倾斜。利用Midas软件对结构进行施工阶段模拟分析,确保了施工方案安全可行(图30)。

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图30 大倾角钢柱

6.5 基于BIM的管线综合排

利用Revit对各专业进行管线综合排布,解决碰撞、净空等问题达上百项,泵房、走道等位置排布合理美观(图31)。

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图31 基于BIM的管线综合排布

6.6 基于BIM的动态物资管理

运用BIM技术与施工进度计划相结合,导出计划所需的动态物料清单(图32)。

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图32 基于BIM的动态物料清单

6.7总平面布置及远程监控系统(图33)

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图33 基于BIM的总平面布置及远程监控系统

6.8 项目BIM技术经济效益分析(图34)

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图34 项目BIM技术经济效益分析

6.9 施工效果

施工过程现场如图35。

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图35 施工现场

2016年,超强台风“莫兰蒂”袭击袭击厦门,厦门中心大厦还处于施工阶段,由于施工垂直运输的需要,玻璃幕墙的周圈没有闭合,台风来袭,强风穿膛而过,玻璃需要承受巨大的正风压和负风压作用,相当于两面受风。这时候,幕墙处于最危险的状态,受力是最为不利的,在这种情况下,玻璃幕墙很容易遭受重创,历史上,由于台风导致施工中幕墙破坏例子不胜枚举。但是,厦门中心大厦项目创造了台风过境后玻璃幕墙几乎完好无损的奇迹。

施工中的玻璃幕墙,能经受考验,关键是幕墙设计与施工的精细化。为什么这个项目的玻璃幕墙能承受这么大的风(建筑工业化)力?一是它的幕墙骨架非常牢靠;二是选用的玻璃比较厚,总共有三层,既有夹胶,又有中空;三是其流线型设计也减少了风的阻力;四是采用BIM技术,幕墙设计、施工一体化集成。应该说,这个项目舍得投资,在设计的时候,风荷载也考虑得比较足。

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图36 厦门中心大厦幕墙效果

7. 基于BIM技术,推动装配式建筑

行业全面进入智慧建造时代

以建筑为例,BIM技术应用范围可在纵横向进一步拓展,在纵向上贯穿项目全生命周期(图37),横向上形成BIM+绿色建筑的模式(图38),横向到边,纵向到底,可大大提升建造品质。在前期的分析中,还可综合考虑以下内容:

1)建筑抗震分析:小震不坏、中震可修、大震不倒……

2)建筑性能分析:声光热环境分析……

3)建筑能耗分析:运营能耗和碳排放……

4)可视度分析:地表性建筑在建筑群中的识别性分析

5)疏散分析:公用建筑紧急疏散分析

6)舒适度分析:机房自然通风、空调通风、烟雾排放等分析模拟……

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图37 BIM在建筑全生命周期的应用

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图38 BIM+绿色建筑模式

对装配式建筑行业来讲,基于BIM技术,形成了对装配式建筑上下游产业链的整合(图39)。

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图39 基于BIM的装配式建筑全产业链整合

BIM将给整个行业带来革命性,甚至是颠覆性的改变,一方面,BIM技术的普及将彻底改变整个行业的运作模式,用更高程度的数字化,整合优化全产业链,实现工厂化生产、精细化管理的现代产业模式。另一方面,BIM在整个设计、施工过程中全面实现信息化,可大大提高劳动力素质及劳动生产率。

住建部《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》提出:“十三五”期间,要全面提高建筑业信息化水平,着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,建筑业的数字化、网络化、智能化要取得突破性进展,要建成一体化的行业监管和服务平台,数据资源利用水平和信息服务能力要有明显提升,形成一批具有较强信息技术创新能力、信息化应用达到国际先进水平的建筑业企业,及具有关键自主知识产权的建筑业信息技术企业。中国建筑业迎来了全面进入智慧建造的时代。

我国装配式建筑发展的形势好,建筑行业要以此为契机,结合BIM技术,打造新型建筑工业化。利用大数据,颠覆传统建造模式。用BIM+互联网,彻底改变整个建筑行业。推动建筑业全面进入智慧建造时代。

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