BIM技术在建筑样板间中的应用研究.docx
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BIM技术在建筑样板间中的应用研究
BIM技术在建筑样板(间)中的应用研究
天元建设集团有限公司
青岛二公司六项目QC小组
一、工程概况
西海岸发展集团·白果树安置区(二标段)项目,位于中央商务区的东部,西邻东十五路,南邻薛泰路,施工场地狭窄;本工程为甲类平战结合式地下室工程,位于地下一层,战时设四个防护单元,战时用途均为二等人员掩蔽所,防护等级常6核6级,防化等级丙级。
该工程平时用途地下车库,车库人防区域结构复杂,尤其钢筋工程。
工程立面效果图见图1.1
图1.1工程立面效果图
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月1日
2、小组概况
表2.2小组基本信息
小组名称
天元建设集团有限公司青岛二公司六项目QC小组
成立日期
2017年8月1日
小组注册编号
TYJTQC-青二006
小组成员
9人
小组注册时间
2017年8月5日
课题注册编号
2017-TYJTQC02-06
课题类型
创新型
TQC教育学习
平均40小时
活动时间
2017年8月5日-2017年12月30日
小成员组成
序号
姓名
年龄
文化程度
职务
组内职务
职责分工
1
孟令锋
38
本科
项目经理
组长
负责全面统筹、综合指导
2
张硕
27
本科
技术负责人
副组长
负责监督校核、审查、施工技术指导
3
张伟
28
专科
技术员
组员
现场施工管理
4
宋兴伟
26
本科
质检员
组员
质量检测
5
张焕玲
23
专科
资料员
组员
负责信息记录
6
胡嘉欣
24
本科
技术员
组员
现场施工管理
7
李继峰
28
本科
技术员
组员
现场施工管理
8
孙笑
27
本科
技术员
组员
现场施工管理
9
韩斌
25
本科
技术员
组员
负责BIM培训、BIM样板建立
制表人:
张焕玲审核人:
张硕日期:
2017年8月5日
三、课题选择
图3.1选题理由
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月10日
图3.1施工现场平面布置图
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月1日
图3.2人防区门框墙配筋图
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月10日
四、确定目标及可行性论证
1、确定目标:
通过现状调查分析后,确定目标:
(1)施工场地狭小,虚拟样板可以节约施工场地空间,节约材料,节省成本减建筑垃圾,保护环境。
(2)三维可视化技术交底、技术学习与培训:
项目部根据公司要求,建立基础防水工程、钢筋工程、模板工程、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程等虚拟工艺样板,并结合VR技术及时对操作工人进行交底,明确了工艺流程及技术质量要求。
项目部将VR技术的信息交互特点与BIM技术的虚拟建造特点相结合,把二维图纸上的施工平面图、建筑施工图集和一些技术规范变成更有空间感的信息数据模型,方便对新入职或工作不久经验不足的项目管理人员进行培训学习。
(3)BIM标准层虚拟样板间:
因为甲方要求为各户型做交房样板,为明确交房标准,项目部建立了各户型虚拟交房样板,明确户内墙面、地面、吊顶等交付做法。
通过净高分析、冲突管理及时对影响净空高度、碰撞冲突的构件进行精准定位,分析影响因素。
提前发现各专业存在的问题,为后续大面积施工奠定了坚实的基础。
2、可行性分析
图4.1可行性分析示意图
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月10日
五、提出方案并确定最佳方案
1.提出方案
为了完成课题目标,QC小组成员在项目部会议室开了BIM技术在建筑样板(间)中的应用研究专题会议,并邀请了业主代表、监理和甲方驻场人员参加,会议由QC小组组长张硕主持确定了BIM的在本项目的应用方向,由小组成员韩斌向大家介绍了BIM技术在目前在工程中的应用情况,并介绍了本次应用的初步计划。
我们小组成员将国际上主流的几种BIM建模软件和国内的几种BIM软件从功能、建模难易程度、数据分析和最后成果渲染效果等多方面对比分析,提出用建模方面用国际主流BIM建模软件revit和国内主流建模软件广联达BIM系列建模软件,在后期渲染出效果图方面采用Lumion和revit。
2.选定方案
QC小组成员从多角度,多方位考虑,利用广联达BIM系列软件和Revit+Lumion建模对比,制作了基础防水工程、钢筋工程、模板工程、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程、项目经理样板间等虚拟工艺样板的模型搭建。
样板对比如下:
(1)钢筋工程样板见表5.1
表5.1钢筋工程样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达GGJ
中国本土建筑工程钢筋算量软件,根据国内规范图集设定计算规则,计算工程钢筋量。
优点:
建模速度快,建模完成可自动出量,模型符合国家规范及图集。
缺点:
图形不清晰,不能建立较复杂构件,只能算量,不能指导施工。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件,进入中国后,结合相关插件得到广泛应用。
优点:
可以完成较复杂的建模,钢筋显示清晰直观可以指导施工。
缺点:
必须结合插件,并对钢筋根据我国规范图集进行修改。
选用
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月15日
(2)地下室防水细部样板见表5.2
表5.2防水细部构造样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达GCL
中国本土建筑工程土建算量软件,根据国内规范图集设定计算规则,计算工程土建量。
优点:
建模速度快,建模完成可自动出量,模型符合国家规范及图集。
缺点:
图形不清晰,不能建立细部结构,只能算量,不能指导施工。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件,进入中国后,结合相关插件得到广泛应用。
优点:
运用软件体量及建族功能可以完成较复杂的建筑结构,模型清晰可以知道施工
缺点:
建模速度慢,操作较复杂。
选用
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2011年8月15日
(3)砌体抹灰工程细部样板见表5.3
表5.3砌体抹灰工程细部样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达BIM5D
中国本土建筑工程BIM软件,根据国内规范图集设定计算规则,计算进行砌体自动排砖。
优点:
自用广联达土建算量软件建好的模型,模型直接导入BIM5D自动砌体排砖。
缺点:
人工可调节因素缺乏,不能根据工程实际更改模型,抹灰工程不能分层展示,细部结构不能建模。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件,进入中国后,结合相关插件得到广泛应用。
优点:
可以完成较复杂的建模,可根据工程任意需要建模,清晰直观可以指导施工。
缺点:
建模速度较慢。
选用
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月15日
(4)模板工程工艺样板见表5.4
表5.4模板工程样板
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达众然BIM模板脚手架设计
中国本土建筑工程BIM软件,根据国内规范图集设定计算规则,计算模板脚手架。
优点:
自用广联达土建算量软件建好的模型,模型直接导入众然BIM模板脚手架设计自动建立模板脚手架。
缺点:
人工可调节因素缺乏,不能根据工程实际更改模型,细部结构可调节能力低。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件,进入中国后,结合相关插件得到广泛应用。
优点:
可以完成较复杂的建模,可根据工程任意需要建模,清晰直观可以指导施工。
缺点:
建模速度较慢。
选用
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月15日
(5)项目经理样板间见表5.5
表5.5项目经理样板间
方案
分析
特点
效果展示
结论
广联达BIM系列软件
中国本土建筑工程BIM软件,根据国内规范图集设定计算规则,建立模型及构件。
优点:
同属于广联达公司开发的一系列软件,文件交互性好,建模速度快。
缺点:
只能按规范建立较简单模型,不能建立细部构造,以算量为主,指导施工能力不足。
不用
Revit
国际主流BIM建模软件,进入中国后,结合相关插件得到广泛应用。
优点:
可以完成较复杂的建模,可根据工程任意需要建模,清晰直观可以指导施工。
缺点:
建模速度较慢。
选用
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月15日
3.主选方案进一步优化(VR与BIM技术结合实现虚拟现实)
在前期已建好的各样板模型基础上,根据集团以及公司强推工艺进行样板模型进行优化,施工模型往往包含丰富的信息,造成模型文件巨大,一般计算机无法查看,通过全景影像技术将模型轻量化,减轻BIM应用对计算机性能的依赖,便于项目内普及。
与此同时,借助云端BIM+VR级云管理平台,可将项目模型、工艺样板、样板间、等信息上传到云管理平台。
公司领导、项目管理人员可以通过PC终端、web端、或移动端扫描二维码的方式,进行动态查询,随时随地了解项目信息,并通过云平台软件实现项目远程管理。
六、制定对策
图6.1流程图
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月20日
表6.1对策表
序号
项目
对策
目标
措施
地点
完成时间
实施人
1
软硬件配置
咨询专业人士确定电脑配置。
保证硬件配置能满足软件运行需要。
项目上DELL移动工作站2台,公司塔式工作台。
现场办公室
2017.9.1
张硕
2
软件培训
邀请专业人士对BIM软件进行培训。
小组主要建模成员熟练应用软件。
负责建模成员参加公司组织的培训学习,在对小组成员培训。
现场办公室
2017.9.10
韩斌
3
样板构件初步设计
小组工程技术人员确定要制作的样板构件结构。
全面了解工程找处复杂的结构构件结构。
结合图纸规范图集细化建模,再结合公司强推工艺优化模型
现场办公室
2017.9.20
宋兴伟
4
BIM技术加VR深化设计
BIM样板上传云平台
电脑,手机可以随时查看
将优化的好的样板构件通过LUMION软件渲染出图上传云平台。
现场办公室
2017.10.10
韩斌
5
可视化技术交底与学习
利用BIM三维模型结合图纸,对工人技术交底,并对管理人员技术规范培训学习
是工人明确掌握施工工艺要求,管理人员进一步熟悉掌握技术规范。
首先,运用BIM模型进行技术交底;然后,工人可以在现场随时随地打开云端进行浏览。
施工现场
2017.10.15
张硕
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年8月20日
七、对策实施
实施一:
软硬件配置
图7.1.1硬件配置
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月1日
图7.1.2软件配置
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月1日
实施二:
软件培训
首先我们选派小组BIM建模成员韩斌去公司学习,然后由韩斌回项目部和小组成员交流学习。
图7.2.1软件培训
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月10日
图7.2.2软件培训
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月10日
实施三:
样板构件的初步设计
QC小组成员从多角度,多方位考虑,Revit制作了基础防水工程、钢筋工程、模板工程、、混凝土结构工程、砌体工程、抹灰工程、项目经理样板间等虚拟工艺样板的模型,下面以项目经理样板间为例展示。
图7.3.1项目经理样板间
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月20日
图7.3.2项目经理样板间细部
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月20日
图7.3.3项目经理样板间细部
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年9月20日
实施四:
BIM技术加VR深化设计
图7.4.1LUMION优化渲染
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年10月10日
图7.4.2LUMION优化渲染
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年10月10日
图7.4.3云平台
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年10月10日
借助BIM+VR级云管理平台,可将项目模型、工艺样板、交房样板、场地布置、进度照片等信息上传到云管理平台。
公司领导、项目管理人员可以通过PC终端、web端、或移动端扫描二维码的方式,进行动态查询,随时随地了解项目信息,并通过云平台软件实现项目远程管理。
实施五:
可视化交底与学习
图7.4.4技术交底
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年10月15日
八、效果检查
1、目标完成情况
BIM模型样板构件都按照计划在实际工程开始之前完成,并实现利用BIM三维样板模型代替传统文字一起图片进行技术交底;管理人员结合BIM技术对建筑图集规范以及施工工艺进行巩固学习。
在主体施工阶段节约大量材料,为项目开源节流;在钢筋工程中对像柱帽,门框墙等钢筋复杂部位,提前做好钢筋排布方案,做好BIM样板交底,避免了错误的发生,使得钢筋工程验收一次性通过,有效避免的了工程返工整改耽误工期。
通过BIM+VR技术在三维虚拟样板建造中的应用,克服了实体工艺样板施工成本高、占用空间大等不足。
2、经济效益
通过本次QC活动,我们取得了较好的经济效益,节约资金19300元。
节约人工费6(人)×180元/工日×10工日=10800
节约材料费(砌块、混凝土、模板、钢筋等)
500元/m³×10m³=5000
300元/m³×5m³=1500
其他2000
节约机械费(搅拌机、铲车等)
300元/台班×10台班=3000元
投入固定设备、人工费-2000
活动经费-1000
合计节约19300元
表8.1费用计算表
项目
计算方式
合计(元)
备注
节约人工费
6(人)×180元/工日×10工日
10800
瓦工、木工、钢筋工
节约材料费
500元/m³×10m³=5000300元/m³×5m³=1500其他2000
8500
砌块、混凝土、沙等
节约机械费
300元/台班×10台班=3000元
3000
搅拌机、铲车
投入固定设备、人工费
2000
-2000
投入费用
活动经费
1000
-1000
投入费用
合计
19300元
制表人:
韩斌审核人:
张硕制表日期:
2017年12月15日
九、优化巩固
1.建立了BIM虚拟样板族库。
图9.1BIM虚拟样板族库
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年12月12日
2.形成BIM运用的基本流程
通过梳理QC活动流程,对BIM建筑样板的应用总结出基本的应用流程,步骤1:
根据施工设计建立施工BIM三维模型,并在模型中标注相关的技术参数;步骤2:
结合工程实际,施工工艺优化模型;步骤3:
将施工BIM三维模型通过可视化设备放置在屏幕上,技术人员通过BIM模型动态观察和分解施工BIM三维模型,对施工人员进行技术交底;步骤4:
将施工BIM三维模型建立族库,上传云管理平台;步骤5:
其他各工程项目随时下载,针对工程实际稍做修改,运用到自己项目中去。
图9.1BIM应用流程
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年12月16日
3.将措施纳入标准化
为了进一步巩固我们小组的活动成果,我们将此措施进行标准化,结合各项分部分项工程施工工艺形成BIM技术在僵住样板间中应用指导书,总结方法和经验在其他项目施工时推广使用。
图9.2BIM作业指导书
制图人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年12月31日
十、活动体会及下一步打算
1.活动体会
通过本次QC活动,初步了解掌握了QC活动的基本流程;对一些建筑施工图集规范也有了一定的学习和巩固;对BIM技术在建筑领域中的应用有了一定的经验。
提高了同事之间相互合作与学习的能力,同时也提高小组成员分析与解决问题的能力,为下一次QC活动积累了经验,打下了良好的基础。
表10.1活动前后自我评价表
项目
自我评价
活动前(分)
活动后(分)
团队精神
85
95
质量意识
80
95
个人能力
70
90
QC知识
60
85
工作热情干劲
80
图7雷达图
95
解决问题信心
75
90
制表人:
韩斌审核人:
张硕日期:
2017年12月31日
2.下一步打算
BIM三维数信息据库,利用了BIM技术的数字化集成体系,工程检查人员或业主将现实存在问题信息录入到移动终端,方便、快捷的与三维模型相关联,建立三维质量信息数据库,并生成问题制信息记录表;工程各个参与方浏览筛选出己方责任问题,将处理完的问题在数据库提交完成,并提交相关图片影像等资料;问题提出方查看问题处理情况,提交满意度。
数据库最终可交付物业后期运维。