圖文詳解裝配式建筑BIM技術應用

一、項目概況毓秀雅苑項目總建筑面積269588.64平方米,由20棟住宅樓、6棟附屬樓、1棟幼兒園組成。高層住宅樓均采用裝配式混凝土剪力墻結構體系,預制裝配率為64.2%,現階段為合肥市建筑產業化裝配率最高的項目之一,被列為2019年安徽省建筑產業化示范項目。二、軟硬件配三、BIM技術應用1、基于BIM的深化設計1.1 BIM模型創建利用Autodesk Revit軟件創建本項目單體及整體BIM模

一、項目概況

毓秀雅苑項目總建筑面積269588.64平方米,由20棟住宅樓、6棟附屬樓、1棟幼兒園組成。高層住宅樓均采用裝配式混凝土剪力墻結構體系,預制裝配率為64.2%,現階段為合肥市建筑產業化裝配率最高的項目之一,被列為2019年安徽省建筑產業化示范項目。

二、軟硬件配

BIM軟件|BIM硬件|BIM軟硬件配置


三、BIM技術應用

1、基于BIM的深化設計

BIM深化設計

1.1 BIM模型創建

利用Autodesk Revit軟件創建本項目單體及整體BIM模型,共創建主樓、地庫、機電、PC等BIM模型。

BIM模型

BIM模型

裝配式BIM模型|裝配式BIM族庫

1.2 圖紙問題排查

基于項目BIM模型對圖紙設計中存在的問題進行檢查,共計排查地下車庫人防區、非人防區、PC、機電安裝等圖紙問題600余處。

基于BIM的圖紙會審|圖紙問題排查

1.3 PC深化設計

基于BIM技術,對PC構件進行深化設計,提前解決PC構件在施工過程中可能會出現的問題,優化構配件合理排布,深化設計完成后輸出施工圖紙,用于PC構件生產及現場施工,有效提高施工效率,減少返工損失,節省工期。

裝配式BIM深化設計

1.3.1 預制飄窗墻厚度及飄窗板深化設計

本項目3種戶型20棟主樓26類預制飄窗墻內葉板厚度由原設計200mm厚,優化為100mm厚,既節省了混凝土用量,又減輕了構件自重,方便后期吊裝施工。該項深化設計成果產生的直接經濟效益約300萬元。

PC飄窗墻深化設計

預制飄窗墻處飄窗底板拆分優化,此飄窗板窗下墻為現澆結構,為避免飄窗底板及窗下墻模板無法安裝施工,將該預制飄窗墻二次拆分優化,飄窗底板單獨預制。

BIM深化設計圖紙

PC深化設計

1.3.2 預制外墻外葉板深化設計

本項目A+B3、B1+B2戶型15棟主樓樓梯間處24類預制外墻、12類預制PCF板在PC結構施工圖中含保溫板與建筑設計不符,經深化設計取消外葉板。項深化設計成果產生的直接經濟效益約440萬元。

預制外墻BIM深化設計

BIM深化設計

1.3.3 人貨電梯處預制外墻深化設計

根據人貨電梯安裝部位的結構特點,與設計方溝通后,將原預制外墻板預留窗洞口尺寸調整為1800mm×2400mm,以滿足人貨電梯安裝。待人貨電梯拆除后,再進行砌筑留出原窗洞口。

BIM深化設計施工圖

裝配式深化設計

1.3.4 預制墻板預埋管線深化設計

預制墻板預埋管線深化設計時,依據 PC 標準層水電點位圖、標準層機電安裝施工圖;綜合考慮預埋線盒、給排水系統、強弱電系統預埋管線的合理性,將同回路管線并線優化。

PC管線深化設計

本項目3種戶型20棟主樓預制外墻板114類、預制內墻板65類,通過預埋管線深化設計,不僅解決了預埋線盒遺漏、水電點位錯誤等問題,更減少了預埋管線的使用量,僅此一項為項目節約成本約50余萬元。

裝配式預埋管線深化設計

1.3.5 疊合板預埋管線深化設計

本項目疊合板現澆層設計厚度80mm,板面雙向C8鋼筋,預埋管線直徑25mm,保護層15mm,預埋管線敷設交叉重疊若超過3層管線,則80mm厚現澆層無法滿足現場施工要求。深化設計后預埋管線敷設重疊不超過2層,保證現澆層厚度滿足鋼筋布置、預埋管線敷設等現場施工要求。

疊合板深化設計

疊合板預埋管線

1.3.6 PC深化設計出圖

深化設計設計完成后,利用BIM模型輸出預制墻板、預制疊合板深化設計施工圖45份,用于PC構件生產加工及現場施工。

PC深化設計施工圖

1.4 機電深化設計

1.4.1 基于BIM的多專業協調

基于BIM技術的可協調性,整合機電安裝各專業BIM模型,對各專業間的錯、漏、碰、缺等問題進行直觀的審閱,并進行有效的協調綜合,減少不合理變更方案及問題變更方案。

BIM多專業協調

1.4.2 基于BIM的碰撞檢測

利用BIM碰撞檢測功能,對土建及機電安裝各專業BIM模型進行整合并進行碰撞檢測,通過碰撞檢測共發現結構與機電、機電各專業之間的碰撞點650余處。

BIM碰撞檢測

1.4.3 基于BIM的管線綜合排布

通過管線綜合排布可以使各系統管線在建筑空間上占有合理的位置,滿足各專業安裝要求。通過管線綜合排布優化,共解決硬性碰撞點400余處。

BIM管線綜合

1.4.4 基于BIM的通過性檢查

利用BIM模型及軟件模擬建筑物的三維空間,通過漫游、動畫的形式,發現不易察覺的設計缺陷或設備安裝運輸路線可行性等,及時作出調整。

BIM虛擬漫游

1.4.5 基于BIM的管綜出圖

建筑專業BIM模型與機電各專業BIM模型整合,各專業管線綜合排布優化后,經業主、設計、監理、總包等項目各參與方確認無誤后,生成機電安裝單專業及多專業綜合施工圖。通過地庫各專業整合BIM模型,共輸出機電安裝各專業平面圖、剖面圖等40余份,用于指導現場機電安裝專業施工。

BIM管綜施工圖

管綜出圖

2、基于BIM的施工技術應用

BIM施工技術應用

2.1 基于BIM的三維場布優化

2.1.1 辦公區三維場布優化

根據現場場地特點,利用BIM模型建立場地環境模型;依據項目規模以及相關需求,對辦公區、生活區進行布置規劃,滿足辦公及生活臨時設施布置。

辦公區三維場布

2.1.2 施工區三維場布優化

主體施工階段施工場地整體規劃,將臨時設施等載入場地模型中進行動態模擬,確保各施工道路、PC堆場、鋼筋加工棚、木工加工棚等位置的合理性,保證現場施工平面布置的最優化。

施工區三維場布

2.2 基于BIM的施工組織優化

2.2.1 塔吊及人貨電梯布置優化

對主樓垂直運輸機械布置進行模擬與優化,綜合考慮塔吊、人貨電梯扶墻點位置選擇等,最終確定群塔及人貨電梯布置定位,生成平面布置圖,用于指導施工。

塔吊布置模擬

塔吊避讓模擬

群塔及人貨電梯布置定位最終確定后,生成平面布置圖,再由項目測量員計算坐標信息,確保無誤后,用于指導現場測量放線,塔吊基礎施工,塔吊及人貨電梯安裝施工。

塔吊布置平面圖|施工電梯布置平面圖

為避免群塔作業發生塔吊碰撞現象,對所有樓棟20臺塔吊安裝高度進行模擬與優化,相臨塔吊安裝高度錯開10~20米,經項目各參與方討論確定后,統計各臺塔吊安裝高度,用于現場塔吊安裝高度控制。

塔吊碰撞優化

2.2.2 預制構件堆場模擬優化

施工現場共20棟主樓,每棟樓規劃300平方米左右預制構件堆場,合理規劃預制墻板、疊合板、預制陽臺等不同預制構件的堆放方式及位置,有效利用預制構件堆場的規劃面積。

PC堆場模擬|預制構件堆場模擬

2.2.3 生成項目總體場布平面圖

利用Autodesk Revit軟件將地庫、主樓及優化后的塔吊、人貨電梯、鋼筋加工棚、木工加工棚、PC構件堆場、施工道路等各單體BIM模型進行整合,并生成施工場地布置總平面圖,用于指導現場施工。

三維場布平面圖

2.3 基于BIM的施工方案優化

2.3.1 外掛架施工方案優化

依據外掛架布置圖及大樣圖,創建外掛架BIM模型,并與主樓PC模型整合,對外掛架布置方案進行三維模擬,共優化節點與排布方案20余處,有效避免在施工中出現外掛架安裝沖突及未閉合等問題。

外掛架方案模擬優化

外掛架模擬優化

2.3.2 現澆節點模板施工方案優化

依據裝配式樓層現澆節點模板施工方案,創建現澆節點模板族及整體BIM模型,并對裝配式樓層現澆節點模板施工方案進行三維模擬及優化。

PC模板背楞

裝配式樓層現澆節點模板優化完成后,利用BIM模型生成現澆節點模板布置圖及鋼背楞加工圖,共生成3種戶型平面布置圖,246種型號鋼背楞加工大樣圖,用于指導現場施工。

模板背楞加工圖

2.3.2 標準層內支撐施工方案優化

依據裝配式樓層內支撐體系施工方案,創內支撐體系族及整體BIM模型,并對內支撐體系施工方案進行三維模擬及優化。

裝配式三腳架

BIM模型輸出內支撐體系布置圖,用于指導施工。

模板支撐

2.3.3 PC構件運輸模擬

模擬PC構件運輸車輛在城市道路上的PC構件運輸狀況,規劃大型PC構件運輸線路;在施工現場內,運輸車輛沿規劃的環形PC構件運輸道路,將PC構件運輸到指定的PC構件堆場。

PC構件運輸|裝配式構件運輸模擬

裝配式構件運輸模擬|PC構件運輸

2.3.4 PC構件吊裝模擬與優化

PC構件吊裝模擬——依據PC構件吊裝施工方案,對PC構件吊裝施工進行三維動畫模擬,用以指導PC構件吊裝施工,使PC構件吊裝施工安全有序進行,保證施工質量。

裝配式構件吊裝|PC構件吊裝模擬

PC構件吊裝順序優化——通過PC構件吊裝模擬,對PC構件吊裝順序進行優化,共優化本項目3種戶型標準層7種大類427個PC構件的吊裝批次及吊裝順序。

PC構件吊裝優化|裝配式構件吊裝模擬優化

3、基于BIM的施工管理應用

BIM施工管理

3.1 BIM+智慧工地平臺應用

智慧工地平臺應用,直觀呈現項目概況及人員、進度、質量、安全等關鍵指標,項目情況一目了然。

BIM智慧工地

3.2 施工進度管控

施工進度管控——在智慧工地平臺中錄入計劃施工進度,同時錄入實際施工進度。通過二者對比分析,可以發現在施工過程中影響施工進度的因素,及時作出調整,確保施工進度。

BIM進度管理

3.3 質量安全管控

質量安全管控——利用移動端BIM軟件采集現場質量、安全等隱患影像資料上傳至智慧工地平臺,發現問題及時整改,保證施工質量,杜絕安全隱患。

BIM質量安全管理

3.4 實名制管理

施工人員實名制管控——智能門禁系統與智慧工地平臺關聯,勞務人員刷卡入場。實時監控場內勞務用工情況,以便靈活調整。

智能門禁|實名制管理

3.5 基于BIM的物料管理

BIM模型結合現場實際施工情況,通過BIM數據系統精確制定相關材料計劃,并按照不同階段輸出相應工程量,方便現場快速、精準提取所需的數據。

成本管理|物資管理

4、基于BIM的創新應用

BIM創新|BIM創新應用

4.1 基于BIM的多方協調管理

4.1.1 基于BIM的多方施工圖會審

以BIM三維模型為溝通媒介,業主、設計、監理、總包、PC構件供應商等各項目參與方,在施工圖會審過程中,對圖紙設計問題進行逐個評審并提出修改意見,極大地提高溝通效率。

BIM多方協調

BIM圖紙會審

4.1.2 基于BIM的施工技術交底

利用BIM模型對施工班組進行三維可視化技術交底,對施工細節進行展示,使管理人員及施工人員更好的理解工程做法,提高工程施工質量。

BIM技術交底|三維可視化交底

4.2 BIM+VR虛擬實現

BIM模型+VR技術,施工場地布置、地庫管線綜合排布VR漫游,為體驗者提供身臨其境的視覺、空間感受;VR安全教育,不同場景安全事故體驗,增強勞務人員的安全防范意識,杜絕安全事故發生。

BIM+VR|VR安全教育

4.3 二維碼應用

利用二維碼信息技術,每一個PC構件出廠時均粘貼唯一二維碼,管理人員及施工人員只需簡單掃描便可獲取PC構件從生產至現場吊裝施工全過程的相關信息,為現場施工提供指導。

二維碼應用

5、BIM人才儲備

毓秀雅苑項目累計組織BIM技術培訓120余人次。8人報名參加并順利通過BIM技能等級考試,獲得中國建設教育協會頒發的《BIM技能應用等級證書》。

BIM培訓|BIM證書

6、BIM應用效益

BIM應用效益|BIM經濟效益





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