基于BIM的装配式建筑深化设计

2021年4月30日
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装配式建筑是国家重点发展的战略性绿色产业,是建筑工业化的重要组成部分,具有施工成本低、施工效率快以及安全系数高等特点,与现代的城市建设的基本需求相符合。

在装配式建筑生产建造中,借助BIM技术,可以有效地提高装配式建筑的设计、生产和施工水平,显著地提升装配式建筑的整体质量,使装配式建筑从设计到运营维护的生产链条更加紧密、合理。BIM技术通过数字化、虚拟化的信息描述,实现构件模型的可视化装配,以及装配过程全方位的信息化集成,提高装配式建筑的工作效率。

下面,本文将通过真实的项目BIM应用案例来解析BIM技术在装配式建筑深化设计过程中的落地应用,以及通过BIM技术应用,为装配式建筑项目创造的实际效益。

一、项目简介

群体项目,总建筑面积27万平方米,其中高层住宅楼20栋。住宅楼3层以上均采用装配式混凝土剪力墙结构体系,预制装配率为64.2%,现阶段为合肥市建筑产业化装配率最高的项目之一,被列为2019年安徽省建筑产业化示范项目。

BIM咨询单位:西安匠心智建建筑信息科技有限公司

基于BIM的装配式建筑深化设计

二、BIM模型展示

本项目PC结构模型均由Autodesk Revit 2016软件创建。分别创建预制外墙板、预制内墙板、预制飘窗、预制隔墙板、预制PCF板、预制阳台、预制阳台墙、预制空调板、预制楼梯、预制叠合板、预制叠合梁等PC构件族。各类预制构件族创建完成后,创建PC标准层预拼装模型。

1、PC构件族

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2、PC标准层预拼装模型

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三、PC深化设计流程

PC深化设计流程:依据PC施工图创建BIM模型→基于BIM模型优化PC施工图(如构件减重、二次拆分等)→基于BIM模型协同项目各参与方讨论确定优化方案→基于BIM模型输出深化设计后PC施工图

基于BIM的装配式建筑深化设计

四、PC深化设计项目

1、超大飘窗拆分深化设计

基于BIM模型对预制装配层结构进行拆分,在复杂线条部位考虑到模具生产困难、构件生产效率及生产质量,将超大飘窗进行拆分,以达到降低构件重量、方便吊装施工及集成化拆分线条的目的。

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2、预制外墙板厚度深化设计

本项目3种户型20栋主楼26类预制飘窗墙内叶板原设计厚度200mm,通过深化设计,将墙厚优化为100mm厚,既节省了混凝土用量,又减轻了构件自重,方便后期吊装施工。

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3、飘窗板深化设计

预制飘窗墙处飘窗底板深化设计,图示飘窗板窗下墙为现浇结构,为避免飘窗底板及窗下墙模板无法安装施工,将该预制飘窗墙二次拆分优化,飘窗底板单独预制。

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4、预制外墙外叶板深化设计

本项目A、B户型15栋主楼楼梯间处24类预制外墙、12类预制PCF板在PC结构施工图中含保温板与建筑设计不符,深化设计后取消外叶板。

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5、预制墙板预埋管线深化设计

预制墙板预埋管线深化设计时,依据PC标准层水电点位图、标准层机电安装施工图;综合考虑预埋线盒、给排水系统、强弱电系统预埋管线的合理性,将同回路管线并线优化。本项目3种户型20栋主楼预制外墙板114类、预制内墙板65类,通过预埋管线深化设计,不仅解决了预埋线盒遗漏、水电点位错误等问题,更减少了预埋管线的使用量。

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6、叠合板板预埋管线深化设计

本项目叠合板现浇层设计厚度80mm,板面双向C8钢筋,预埋管线直径25mm,保护层15mm,预埋管线敷设交叉重叠若超过3层管线,则80mm厚现浇层无法满足现场施工要求。深化设计后预埋管线敷设重叠不超过2层,保证现浇层厚度满足钢筋布置、预埋管线敷设等现场施工要求。

基于BIM的装配式建筑深化设计

7、深化设计出图

深化设计完成后,利用BIM模型输出预制墙板、预制叠合板深化设计施工图45份,用于PC构件生产加工及现场施工。

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五、PC深化设计推进会

装配式深化设计的过程中,须要经常与项目各参与进行沟通讨论,在与项目各参与方进行PC深化设计推进会的过程中,以BIM三维模型为沟通媒介,业主、设计、监理、总包、PC构件生产商等各项目参与方,对PC深化设计问题进行逐个评审并提出修改意见,极大地提高了各方的沟通效率。

基于BIM的装配式建筑深化设计

六、PC深化设计效益

基于BIM的装配式深化设计,为本项目创造了巨大的经济效益,初步核算,通过PC深化设计节约的直接材料成本约890万元,具体如下:

1、预制墙板、叠合板管线深化设计,节约的管线直接经济效益50万元;

2、预制外墙板厚度深化设计,节约的混凝土直接经济效益300万元;

3、楼梯间预制外墙板深化设计,节约的混凝土直接经济效益440万元,节约的保温板直接经济效益100万元。

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