本文是一篇建筑工程管理论文,本文研究了 BIM 技术在某装配式高层住宅项目施工阶段的综合应用过程,重点应用范围为施工质量、安全、进度管理三方面。主要的研究成果如下:(1)确定了适合本项目的建模方案,建立了详尽的 BIM 模型,模型建立方案和过程对其他类似项目有一定借鉴意义。本文首先结合本项目的特点,确定了 BIM技术的应用范围,在确定应用范围的基础上选用了开展 BIM 工作所需要的软件程序,建立了较高精度的场布模型、土建模型、机电模型,为项目施工阶段的 BIM技术综合应用提供了模型基础。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 我国建筑业的发展
进入 21 世纪以来,我国建筑业发展迅速,建筑业总产值逐年快速提升。据国家统计局信息(图 1-1 所示),2000 年建筑业的总产值额为 12497.6 亿元,到 2019年增长至 248445.77 亿元,是 2000 年数据的 19.88 倍。其中,2000 年至 2011 年中,除 2005 年建筑总产值增速为 19%,其余各年增速均超过 20%。
但随着建筑业总产值体量的增加,近五年(2014—2019 年)建筑业总产值增速幅度却明显降低,尤其是 2015 年增速降至 2.3%,当年建筑业总产值增加值仅为4044.05 亿元,与 2002 年、2003 年的总产值增加值相当。2015 年后同比增速虽有一定幅度上升,但其值不能再达到 2013 年以前的水平。
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1.2 研究意义
在建筑业产业化、信息化的发展背景之下,推动 BIM 技术的应用具有非常重要意义[13]。BIM 技术在装配式住宅项目施工阶段的应用,是 BIM 技术在建设项目全过程应用中的重要组成部分。本文以解决某装配式高层住宅项目施工阶段的实际问题为目的,进行了 BIM 技术应用研究,其主要有以下意义:
(1)研究制定适合本项目的 BIM 技术应用方案,包括模型创建内容、标准、应用流程等。研究的方案具有一定参考价值,其他类似项目可以借鉴本项目 BIM 技术的应用方案的经验和教训。
(2)研究如何基于 BIM 技术进行施工阶段的质量和安全管理,可提升项目的施工质量,同时为安全施工提供信息支撑,实现以信息化手段提升本项目施工质量管理和安全管理水平,解决或改善部分传统的施工模式存在的质量管理和安全管理问题。
(3)研究基于 BIM 技术进行本项目的施工进度管理相关应用。本项目的工期要求紧,要求项目管理人员科学地进行进度管理、有效地控制施工进度。基于 BIM技术的施工进度管理应用研究可以提升施工进度管理水平,保证装配式建筑的施工过程有序进行,同时也为施工安全和质量提供了工期保障。
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第 2 章 项目概况及 BIM 应用方案
2.1 项目概况
2.1.1 项目基本信息
本文研究的 BIM 应用项目为某装配整体式高层住宅楼,总建筑面积为34695.6m2,建筑高度为 98.9m,地下 2 层,地上 34 层,其中地下为储物间,地上部分除首层局部为托老所外,其余部分为住宅(图 2-1 为 BIM 软件导出的渲染图)。本楼的结构形式为装配式剪力墙结构,设计抗震设防烈度以及使用年限分别是 7度、50 年。本项目的工期目标为 1095 日历天(即 3 年),计划自 2019 年 2 月 21日开工,于 2022 年 1 月 10 日完成竣工验收。
2.1.2 项目难点
本项目需要安装大量预制构件,对施工工艺水平有较高要求。主体结构中预制构件主要为 5 层以上剪力墙的内墙、1 层至 33 层的楼板、2 层及以上的楼梯。预制墙主要为剪力墙中的内墙,其连接方式为钢筋套筒灌浆连接;楼板的形式为叠合楼板,由预制楼板和现浇钢筋混凝土进行叠合形成连接成整体的楼板;而楼梯放置在楼梯梁上后,采用销钉进行简支固定。各种预制构件需要按照施工要求精确地进行吊装和连接,施工过程较为复杂。
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2.2 项目 BIM 应用方案
2.2.1 BIM 应用范围
结合本项目装配式建筑的特点及项目管理的要求,除去基本的模型建立过程外,本项目从项目的质量管理、安全管理、进度管理三个方面确定了 BIM 技术的应用范围,如表 2-1 所示。
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第 3 章 基于 BIM 的施工质量与安全管理应用...............................13
3.1 基于 BIM 的施工质量与安全管理概述.........................13
3.1.1 传统施工质量与安全管理弊端..............................13
3.1.2 基于 BIM 的质量与安全管理的优势................................13
第 4 章 基于 BIM 技术的施工进度管理应用.....................47
4.1 BIM 与施工进度管理概述............................47
4.1.1 施工进度管理的传统方式分析.........................47
4.1.2 基于 BIM 的施工进度管理的优势...........................49
第 4 章 基于 BIM 技术的施工进度管理应用
4.1 BIM 与施工进度管理概述
基于 BIM 的施工进度管理是 BIM 技术在项目施工阶段的重要内容之一,本小节将对传统的施工进度管理方法和基于 BIM 的施工进度管理模式分别进行分析,指出传统施工进度管理方法中存在的不足和基于 BIM 进度控制的优势,为本项目施工进度管理开展提供指导。
4.1.1 施工进度管理的传统方式分析
施工进度管理是对工程项目各施工阶段的工作内容、工作程序、持续时间和逻辑关系制定计划,然后将计划进行实施[46]。本文中讨论的是施工单位视角的施工进度管理,与施工单位有关的进度管理计划包括企业施工生产计划、实际工程项目的施工进度计划。
施工进度计划是施工进度管理的依据,我国运用最广泛的传统进度管理的工具包括横道图(甘特图)、工程网络计划等,工程网络计划中常用的方法有双代号网络图和单代号网络图。而将单代号网络计划加上时间坐标就形成时标网络图,时标网络图是具有双代号网络图和横道图各自长处的一种方法。
横道图因其简单易懂的特点,在各种建设工程中应用广泛,使用横道图可以将工作计划直观表达在二维的图表中,如图 4-1 所示。通常横道图中包括工作名称、开始时间、结束时间、持续时间、时间轴、紧前紧后工作等信息,可以表达工序的逻辑关系和先后顺序,也可以便捷地读取某一时间正在进行的不同工作。但是单单使用横道图的方法,不容易将进度计划和实际建筑相联系起来,可使用BIM 技术改善此问题。
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结论与展望
结论
装配式建筑具有独特的优势,推广装配式建筑已经成为我国建筑业产业化发展的趋势;而 BIM 技术作为建筑业信息化的产物,也必将加速装配式建筑的普及进程。本文研究了 BIM 技术在某装配式高层住宅项目施工阶段的综合应用过程,重点应用范围为施工质量、安全、进度管理三方面。主要的研究成果如下:
(1)确定了适合本项目的建模方案,建立了详尽的 BIM 模型,模型建立方案和过程对其他类似项目有一定借鉴意义。本文首先结合本项目的特点,确定了 BIM技术的应用范围,在确定应用范围的基础上选用了开展 BIM 工作所需要的软件程序,建立了较高精度的场布模型、土建模型、机电模型,为项目施工阶段的 BIM技术综合应用提供了模型基础。
(2)基于 BIM 技术开展了施工质量、安全管理相关的应用研究。开展了基于BIM 的图纸会审应用,发现并解决了预制构件存在的设计错误;进行了基于 BIM的场布应用,对施工现场进行了合理的规划,保证了预制构件顺利施工;进行了基于 BIM 的深化设计应用,解决了预制构件、管线中存在的大量碰撞问题;对预制构件吊装进行了施工模拟,优化了施工方案;基于 BIM 识别和处理了部分危险源,进行了 BIM+VR 安全教育,提升了安全管理水平。BIM 技术的应用起到了提升施工质量、提高安全管理水平、节约资金的作用。
(3)基于 BIM 技术开展了进度管理应用研究。制定了可行的基于 BIM 的进度管理方案,确定了本项目基于 Revit2018、Microsoft Project、Fuzor 2019 进行施工进度管理的方法流程;根据方案制定了进度计划,使用 Fuzor 将进度计划和 BIM模型进行了整合,开展了基于 Fuzor 4D 模型的进度管理,解决了传统管理方法中存在可视化程度低、信息沟通不畅等问题。
参考文献(略)