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EPC模式裝配式公寓建筑BIM應(yīng)用

打印 0條評論來源：BIM產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

裝配式建筑可形象地概括為“一體兩翼”：

“一體”主要指建筑體系完善、成熟和可復(fù)制、可推廣

“兩翼”中，“一翼”是以EPC工程總承包方式承建裝配式建筑；另“一翼”是基于BIM技術(shù)的一體化設(shè)計(jì)。

促進(jìn)三個(gè)問題的解決：

第一是促進(jìn)取消、消滅目前裝配式建筑廣泛存在的二次設(shè)計(jì)；

第二是大力推廣從構(gòu)件設(shè)計(jì)生產(chǎn)到裝飾裝修設(shè)計(jì)施工的一體化設(shè)計(jì)模式；

第三是推廣基于BIM的一體化設(shè)計(jì)，大力推廣BIM。

接下來讓我們看看BIM在裝配式項(xiàng)目的中的實(shí)際應(yīng)用。

項(xiàng)目概況

守拙園項(xiàng)目是EPC模式下的裝配式建筑，總體定位高。其中公寓高92.97米，采用裝配式純鋼結(jié)構(gòu)，裝配率達(dá)86.8%，是新鄉(xiāng)市首個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目。

BIM技術(shù)應(yīng)用

工程目標(biāo)

質(zhì)量目標(biāo)：魯班獎(jiǎng)、市優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)市優(yōu)質(zhì)工程、結(jié)構(gòu)中州杯中州杯、中國鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)；

安全文明目標(biāo)：河南省安全文明工地、中州平安杯、AAA安全文明標(biāo)準(zhǔn)化工地；

綠色施工：河南省綠色施工示范工程、全國綠色施工示范工程、住建部綠色施工科技示范工程；

科技創(chuàng)新：河南省新技術(shù)應(yīng)用示范工程、全國新技術(shù)應(yīng)用示范工程、詹天佑獎(jiǎng)、發(fā)明專利、實(shí)用新型專利、省級工法、國家級工法、國家及省市級科技進(jìn)步獎(jiǎng)、科技成果、省級及以上施工技術(shù)創(chuàng)新成果；

設(shè)計(jì)目標(biāo)：河南省優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)、全國優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)獎(jiǎng)、綠色建筑設(shè)計(jì)二星；

節(jié)能目標(biāo)：綠色建筑獎(jiǎng)、河南省省級新型墻體材料專項(xiàng)基金示范工程。

工程重難點(diǎn)

工程目標(biāo)高、項(xiàng)目定位高，各項(xiàng)管理要做到河南乃至全國示范和引領(lǐng)作用；

項(xiàng)目中采用多種新技術(shù)，清水混凝土、鋁模板、混凝土裝配、鋼結(jié)構(gòu)裝配；

地下車庫采用無梁樓蓋，標(biāo)高多，機(jī)電管線復(fù)雜；

本工程工期緊、參與方多、各專業(yè)之間信息交叉多、協(xié)調(diào)難度大；

項(xiàng)目采用清水混凝土，模板排布復(fù)雜，需要提前策劃，做到過程一次成優(yōu)；

92.97米高純鋼結(jié)構(gòu)公寓，施工難度大。

策劃體系：BIM團(tuán)隊(duì)成立以后，根據(jù)項(xiàng)目的情況首先編制了《BIM管理制度》、《BIM建模標(biāo)準(zhǔn)》，其次組織編寫了《BIM實(shí)施方案》。通過編制的文件規(guī)范指導(dǎo)BIM技術(shù)應(yīng)用、BIM模型建立等，為項(xiàng)目平臺(tái)使用奠定基礎(chǔ)。

BIM技術(shù)主要在以下五個(gè)類型進(jìn)行深入應(yīng)用

設(shè)計(jì)BIM應(yīng)用

守拙園是EPC項(xiàng)目，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段就開始應(yīng)用，并對機(jī)電、鋼結(jié)構(gòu)、掛板連接件等方面進(jìn)行優(yōu)化，取得顯著效果。

設(shè)計(jì)階段應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

1、各專業(yè)模型構(gòu)建

2、碰撞檢測及三維管線綜合

3、鋼結(jié)構(gòu)減震優(yōu)化

4、鋼結(jié)構(gòu)埋入式柱腳優(yōu)化

5、掛板連接件設(shè)計(jì)

各專業(yè)模型構(gòu)建：構(gòu)建施工圖設(shè)計(jì)階段模型；使得項(xiàng)目各專業(yè)的溝通、討論、決策等協(xié)同工作在基于三維模型的可視化情境下進(jìn)行，為碰撞檢測、三維管線綜合及后續(xù)深化設(shè)計(jì)等提供基礎(chǔ)模型。

碰撞檢測及三維管線綜合：通過BIM技術(shù)對傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化，通過碰撞檢測、漫游檢查等方式，解決問題53個(gè)，提高設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量。

鋼結(jié)構(gòu)減震優(yōu)化

優(yōu)化原因：

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常常強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力系統(tǒng)，主要致力于保證結(jié)構(gòu)自身具有一定的強(qiáng)度、剛度和延性，結(jié)構(gòu)尺寸需要做得很大，增加成本投入。

優(yōu)化方案：

在建筑隔墻中設(shè)置軟鋼阻尼器，建立計(jì)算模型，分析受力，利用軟鋼良好的滯回性能耗散輸入的地震能量。

阻尼器就是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置，本項(xiàng)目中的金屬阻尼器即為以軟鋼為載體的阻尼器，與主體結(jié)構(gòu)相比，它能夠更早的進(jìn)入屈服，從而可利用軟鋼屈服后的累積塑性變形來達(dá)到耗散地震能量的效果。

直接成本：常規(guī)設(shè)計(jì)鋼材用量3154.08噸，采用軟鋼阻尼器減震后鋼材用量為3016.78噸，節(jié)省鋼材137.30噸，節(jié)省成本50萬元。

間接成本：通過軟鋼阻尼器來消耗地震能量，以減小主體結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)或減輕其破壞，且軟鋼阻尼器構(gòu)造簡單，經(jīng)濟(jì)耐用，震后更換方便，有效的延長主體壽命。

鋼結(jié)構(gòu)埋入式柱腳優(yōu)化：根據(jù)分析結(jié)果和原設(shè)計(jì)情況，確定在鋼柱腳上設(shè)置單根45°斜向抗剪鋼筋，底板設(shè)置間距90mm的雙向受力鋼筋，分析加勁肋及底板45°鋼筋應(yīng)力情況。

優(yōu)點(diǎn)：不增加基礎(chǔ)底板總高度，大幅提高基礎(chǔ)的抗沖切承載能力。

經(jīng)濟(jì)效益：與傳統(tǒng)相比減少1米埋深，

單個(gè)柱腳節(jié)省混凝土量：1x4.5x4.5=20.25m3，

節(jié)省混凝土量總量：20.25x28=567m3，

介紹造價(jià)成本：567x550=311850元。

掛板連接件設(shè)計(jì)：利用BIM技術(shù)對清水混凝土掛板連接件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，輔助進(jìn)行3D展示，方案溝通，最終進(jìn)行三維可視化技術(shù)交底，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。掛板連接件以成功申請使用新型專利。（一種新型石材掛板扣件）

土建BIM應(yīng)用

守拙園項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)魯班獎(jiǎng)，并且項(xiàng)目中所有混凝土墻體均采用清水混凝土技術(shù)，質(zhì)量要求高，計(jì)劃借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程一次成優(yōu)。

土建BIM應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

1、BIM構(gòu)建庫

2、場地布置

3、鋁模板清水混凝土

4、柱帽模板深化

5、預(yù)制構(gòu)件深化

6、洞口精準(zhǔn)預(yù)留

7、材料統(tǒng)計(jì)

8、地磚排布

9、裝修樣板間策劃

10、施工工藝模擬

BIM構(gòu)件庫：守拙園項(xiàng)目借助集團(tuán)公司已建立完成了BIM構(gòu)件庫，快速建立場地布置模型，大大提高了工作效率。

場地布置：本項(xiàng)目場地布置策劃階段，采用BIM技術(shù)建立建立場地布置模型，借助動(dòng)態(tài)模擬及漫游展示功能，從各不同角度展現(xiàn)地上施工階段、地下施工階段中辦公區(qū)、生活區(qū)、加工區(qū)、臨電等布置方案，合理安排工作路線，避免現(xiàn)場混亂，減少二次搬運(yùn)。

鋁模板清水混凝土：守拙園地下室、1#、2#樓所有混凝土墻體均為清水混凝土墻面。其中1#、2#樓采用鋁模板。

鋁模板的優(yōu)勢：

1、利于環(huán)保，節(jié)約木材，保護(hù)森林

2、模板可多次再利用，良好的表面成形

3、尺寸誤差最小

4、雜物較少，易于堆放

5、施工產(chǎn)生的垃圾少，利于文明施工

利用BIM的優(yōu)勢：

1、鋁模板排布深化，統(tǒng)計(jì)工程量。

2、可視化技術(shù)交底，提高溝通效率。

3、指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提高工作效率。

柱帽模板深化：工程中地下車庫采用清水混凝土有柱帽無梁樓蓋，清水混凝土柱帽模板采用高標(biāo)準(zhǔn)制作。

制作過程：

1、工人依靠經(jīng)驗(yàn)四邊梯形模板開設(shè)角度均為45°，但是現(xiàn)場拼裝不嚴(yán)密；

2、利用BIM技術(shù)進(jìn)行模板放樣，最終確定模板上下底角度為45°，斜邊角度為35°；

3、BIM出圖指導(dǎo)模板加工。；

4、現(xiàn)場試驗(yàn)，預(yù)拼裝；

5、指導(dǎo)現(xiàn)場拼裝。

預(yù)制構(gòu)件深化：守拙園項(xiàng)目大力踐行“裝配式建筑”的理念，項(xiàng)目中樓梯、陽臺(tái)、飄窗、清水掛板等均采用預(yù)制裝配式。預(yù)制構(gòu)件共計(jì)5大類，13小項(xiàng)，709個(gè)。

借助BIM技術(shù)，根據(jù)工廠加工及安裝需要，對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行深化，解決構(gòu)件內(nèi)部和構(gòu)件之間的碰撞，以及吊裝洞口洞口預(yù)留等，并出預(yù)制加工圖13張，為施工現(xiàn)場和預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)提供詳實(shí)可靠的支撐，減少錯(cuò)漏，提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

洞口精準(zhǔn)預(yù)留：項(xiàng)目中通過BIM技術(shù)進(jìn)行，結(jié)合機(jī)電深化模型對土建預(yù)留洞口深化，確定所有預(yù)留預(yù)埋定位，解決了工程中預(yù)留洞錯(cuò)留、漏留、洞口高度不對等問題，提高孔洞定位準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)工程預(yù)留預(yù)埋零失誤，后期零開洞。其中調(diào)整原洞口位置13個(gè)，取消原洞口2個(gè)，新增洞口5個(gè)。

材料統(tǒng)計(jì)：根據(jù)現(xiàn)場需求，將深化后的BIM模型，導(dǎo)入到廣聯(lián)達(dá)算量軟件中，提取相關(guān)工程量，為物資采購提供數(shù)據(jù)支撐。

地磚排布：利用BIM技術(shù)對項(xiàng)目中屋頂、電梯廳、門廳、設(shè)備間等公共部位進(jìn)行BIM精品排磚，輔助方案比選。利用模型進(jìn)行材料統(tǒng)計(jì)，指導(dǎo)采購。

裝修樣板間策劃：根據(jù)裝修設(shè)計(jì)意圖制作樣板間，輔助方案修改和選定。最后制作720°全景展示，輔助公寓出售。

施工工藝模擬：根據(jù)設(shè)計(jì)意圖和施工工藝，結(jié)合BIM模型制作施工工藝模擬動(dòng)畫，通過動(dòng)畫直觀、形象、真實(shí)的展示施工工藝。過程中共計(jì)做10個(gè)動(dòng)畫。

機(jī)電BIM應(yīng)用

守拙園項(xiàng)目地下結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，地下車庫部分為無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，面積較大，分區(qū)較多，每個(gè)區(qū)域?qū)痈卟灰恢拢蛋澹迩闆r較多，管線排布復(fù)雜。3#公寓樓對空間要求較高，需要對機(jī)電布置提前規(guī)劃。為了滿足項(xiàng)目要求，利用BIM技術(shù)對機(jī)電管線進(jìn)行深化。

機(jī)電深化應(yīng)用有以下幾點(diǎn)：

1、機(jī)電深化

2、暗榫深化

3、支吊架深化

4、深化出圖

5、凈高分析

機(jī)電深化

深化方案思路：

1、所有管道盡量避開行車道上空。

2、進(jìn)入主樓的門上方不允許有管。

3、電梯廳內(nèi)部除了必要的消防管道外，不允許有其他任何管道。

4、管線排布在滿足規(guī)范的前提下，要考慮安裝以及維修空間。

5、所有管道盡量采用整體綜合支吊架，在保證管線功能的前提下，管線整齊美觀。

在設(shè)計(jì)階段BIM機(jī)電模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合資深機(jī)電工程師進(jìn)行機(jī)電深化。目前已經(jīng)深化了16版，優(yōu)化洞口位置126個(gè)，導(dǎo)出機(jī)電深化圖紙32張。

暗榫深化：通過BIM技術(shù)對機(jī)房內(nèi)設(shè)備管線進(jìn)行深化，并指導(dǎo)機(jī)房內(nèi)部支吊架根部暗榫預(yù)埋，共計(jì)46個(gè)。暗榫與模板和鋼筋相連，確保預(yù)埋質(zhì)量，打造過程一次成優(yōu)。

支吊架深化：守拙園項(xiàng)目支吊架采用成品支吊架，并且采用策劃在前，樣板先行。通過BIM技術(shù)進(jìn)行先對樣板區(qū)進(jìn)行支吊架深化，并出相應(yīng)詳圖，指導(dǎo)樣板區(qū)域施工，確保成品支吊架的可行。

深化出圖：根據(jù)深化后的模型，出深化圖紙32張，指導(dǎo)施工過程中預(yù)留預(yù)埋。

凈高分析：對深化后的機(jī)電BIM進(jìn)行凈高分析，統(tǒng)計(jì)不同區(qū)域的凈高，方面領(lǐng)導(dǎo)查看。

鋼結(jié)構(gòu)BIM應(yīng)用

守拙園3#樓為純鋼結(jié)構(gòu)公寓，高度92.97米。過程中采用BIM技術(shù)輔助施工。BIM技術(shù)主要應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)深化、工程量統(tǒng)計(jì)，指導(dǎo)采購、套料排版、深化出圖、數(shù)字化加工等方面。

鋼結(jié)構(gòu)BIM應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

1、鋼結(jié)構(gòu)深化及出圖

2、工程量統(tǒng)計(jì)及指導(dǎo)采購

3、桁架板深化

4、套料排版

5、數(shù)字化生產(chǎn)

鋼結(jié)構(gòu)深化及出圖：在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化，并生成加工圖和安裝圖共計(jì)616張，指導(dǎo)加工和和安裝。

工程量統(tǒng)計(jì)及指導(dǎo)采購：利用tekla軟件，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)構(gòu)件工程量清單，根據(jù)清單編制采購計(jì)劃，輔助采購。項(xiàng)目中共計(jì)用鋼量3016.78噸。

桁架板深化：通過BIM模型對桁架板進(jìn)行深化，提前策劃排布方案，統(tǒng)計(jì)桁架板規(guī)格數(shù)量。單層桁架板342塊，項(xiàng)目共計(jì)8208塊。

套料排版：深化后的BIM模型直接轉(zhuǎn)換成NC數(shù)據(jù)，通過SinoCAM自動(dòng)套料軟件，對構(gòu)件進(jìn)行自動(dòng)排版，最后將套料后的版圖導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床，輔助機(jī)床自動(dòng)切割板材，自動(dòng)焊接。

數(shù)字化生產(chǎn)：通過Tekla模型和先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床相結(jié)合，自動(dòng)導(dǎo)入機(jī)床構(gòu)件信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化加工，大大提高了加工速度和質(zhì)量。

BIM平臺(tái)應(yīng)用

在建筑信息化的大背景下，BIM、互聯(lián)網(wǎng)、二維碼，移動(dòng)應(yīng)用及軟硬件技術(shù)已經(jīng)在建造過程中發(fā)揮重要的作用，為了更好的發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，使BIM技術(shù)完美的和施工現(xiàn)場結(jié)合，守拙園項(xiàng)目引進(jìn)了BIM平臺(tái)。

資料管理：依據(jù)集團(tuán)公司《民用（非電力）工程技術(shù)資料管理辦法》要求和項(xiàng)目實(shí)際需要，在BIM平臺(tái)建立相應(yīng)資料管理文件夾，通過平臺(tái)整理上傳相關(guān)資料，各參與方通過PC端、移動(dòng)端均可隨時(shí)隨地查看資料，方便資料信息的傳遞，提高工作效率。

二維碼應(yīng)用：項(xiàng)目中通過二維碼對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行構(gòu)件信息查詢、構(gòu)件定位、構(gòu)件材料跟蹤、構(gòu)件問題創(chuàng)建等功能，真正的實(shí)現(xiàn)一碼多用，提高工作效率。

物料跟蹤：通過BIM+二維碼進(jìn)行線上材料跟蹤，使構(gòu)件真實(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)采集反饋到平臺(tái)中。管理層通過平臺(tái)可查詢最真實(shí)的材料數(shù)據(jù)，時(shí)刻清楚了解構(gòu)件狀態(tài)，同時(shí)通過BIM構(gòu)件顏色區(qū)分體現(xiàn)項(xiàng)目目前進(jìn)度，達(dá)到項(xiàng)目實(shí)時(shí)把控。

表單審批管理：通過BIM平臺(tái)對現(xiàn)場表單過程審批文件進(jìn)行管理。通過設(shè)置相應(yīng)流程，對流程動(dòng)態(tài)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)管，動(dòng)態(tài)過程可查。最終通過平臺(tái)能夠進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。

質(zhì)量安全管理：通過BIM平臺(tái)對現(xiàn)場的質(zhì)量安全進(jìn)行管理，現(xiàn)場工程人員進(jìn)入現(xiàn)場后，對現(xiàn)場不符合要求的作業(yè)進(jìn)行移動(dòng)端問題發(fā)送，工程問題對接人員接收問題消息后，進(jìn)入現(xiàn)場處理待解決的問題，然后在云平臺(tái)上進(jìn)行回復(fù)。問題可以追溯到具體負(fù)責(zé)人，避免了后期推諉扯皮。

工程動(dòng)態(tài)管理：通過平臺(tái)建立項(xiàng)目動(dòng)態(tài)圈，各參與方及時(shí)了解項(xiàng)目情況。

施工日記管理：在平臺(tái)上植入施工日記模板，工長通過手機(jī)端實(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場情況，減輕工長工作量。

勞務(wù)實(shí)名制管理：借助公司勞務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)名制管理、考勤管理、安全教育管理、視頻監(jiān)控管理、工資監(jiān)管、后勤管理以及基于業(yè)務(wù)的各類統(tǒng)計(jì)分析等，提高項(xiàng)目現(xiàn)場勞務(wù)用工管理能力、輔助提升政府對勞務(wù)用工的監(jiān)管效率，保障勞務(wù)工人與企業(yè)利益。