基于BIM技术施工模板及支撑体系的优化研究

2017-03-09上官士浩

环球市场 2017年36期

上官士浩

天元建设集团有限公司

1 模板支撑体系在我国的现状分析

我国现代城市建设的加快使得现阶段高层建筑、超高层建筑的数量越来越多，高层及超高层建筑的结构通常采用框架结构、剪力墙结构、筒体结构等，无论是哪一种结构无可避免的都要用到支撑模板体系进行混凝土的现浇，可以说，在目前的每个建筑物的建造施工过程中都会无可避免的使用到模板支撑体系，因而其在我国建筑行业的应用相当广泛，并在其不断地发展过程中体现出一下几个特点：模板支撑体系技术起步晚，较欧美国家相比要落后，但发展迅速，成为建筑行业里的重要方面，并衍生出相关新型行业，在我国有较大的进步空间和发展前景；模板行业内存在着诸多不规范，质量差、技术工艺落后的模板、脚手架等还在建筑施工现场上流通使用。模板等产品生产标准和使用标准低；模板支撑体系相关理论方面的研究才刚刚起步，理论的研究并不透彻概念性不强。在实际过程中使用的方法多是借鉴国外对模板支撑体系的结构形式，使用过程中效率不高。

2 BIM技术与模板及支撑体系的结合点

BIM技术(Building Information Modeling)全称建筑信息模型，能够充分利用几何学原理、空间位置关系理论等展现建筑物各种构件所具有的信息，具有协调性、优化性等特点，能够在应用过程中暴露出行业体制与标准不完善、缺乏协同管理、全寿命期集成难等问题，从而有效提高项目各参与方交流和沟通。基于BIM技术进行模板及支撑工程计算机辅助设计，是通过对模板、支架的各项参数，按照编制方案进行设置并生成模板及脚手架模型，利用BIM技术检查支架空间布置是否符合规范，力学分析是否达到要求，对生成的计算书进行力学分析，优化不满足要求的部位，同时在模板及支架施工过程中充分结合模型进行实时监控，及时发现偏差问题，如复杂结构部位碰撞与不协调等状况，立即纠正或寻求改变措施以减少安全事故的发生，能够最大程度提高计算速度，其模拟过程即可等同于实际施工阶段，节约了时间和成本，满足工程质量要求。其次，对BIM设计结果进行可视化展示，使业主和施工方能直观理解设计方案，检验设计可施工性，在施工前能预先发现存在的问题，与设计方共同解决。

对生成的模板及支架模型进行构件安全、力学和成本分析也是BIM技术应用在模板及支撑体系的优势之一。对强度、挠度验算不合格处进行验算以达到满足要求的效果是BIM技术用于优化模板支撑的最大亮点。

3 BIM 技术施工模板与支撑体系使用要点

3.1 信息和技术支持

对信息和技术的准备包括合同文件设计、经过审核的工程图纸设计及其变更、模板及支撑体系的相关设计规范。如果这些设计发生更改或者其施工现场条件有变动，为了提高支撑搭建的精准度，应及时修改模型参数的动态数据。

3.2 项目的设置

项目的设置是整个施工过程的重点，由工程特征、工程信息、楼层管理、杠杆材料、标高设计和施工的安全参数这六部分组成，项目的设置是否正确关系到运算和整体的建模结构。工程特征主要包括：计算依据、承载的方式、架体的类别、地区基本数据以及构造要求；楼层管理主要由每个楼层的高度、室内外地面高度、楼地面高度以及梁板的混凝土高度组成；杠杆材料则由钢管的尺寸、型号以及规格组成;标高设计包括墙体、梁柱、门窗以及楼梯的标高;施工的安全参数就是对墙、梁柱等支撑体系的布局属性进行标准定义和设置。

通过对施工模板及支撑体系现存问题进行分析，总结BIM技术与模板支撑体系的结合点，通过对参数设置和结构优化建立模板脚手架结构模型，并对生成的模型进行计算书的力学校核，对不满足要求的部位及时更改，实现RIM在模板脚手架结构设计中的应用。

3.3 建筑物的建模

主要包括CAD图纸转换和手工两种模式。CAD图纸转换是指对结构图中存在的墙、梁柱、板、轴线等进行软件识别，再进行有效的结构建模。手工建模是指建好轴网后，对墙、柱以及梁板等构件手动输入坐标完成建模。

4 建筑施工模板支撑体系可靠性的完善措施

4.1 重视模架材料和模架产品的质量

在模架材料和产品进入施工现场前，要对准备购置的模架材料和产品进行考察和抽查，优选厂家，选用合格的材料和合格的产品，严防假冒伪劣材料、产品进入施工现场，尤其是所进的扣件，必须按规定进行抽检试验，合格后方可投入使用。模板组建支撑结构与实际工况条件下的所测轴力变化规律一致。钢管在使用前应先检查，过度变形和严重磨损的钢管不得使用。

4.2 做好建筑模板支撑体系风险评估

在现场施工之前，必须确认施工的危险性，要找出危险性并把它加以定量化。然后根据危险的允许范围，具体评价危险性，即排除危险性，消除或降低系统的危险性，使其达到允许的范围。简单的说来就是在确认的基础上评估，通过评估达到系统安全。施工期建筑模板支撑体系风险评估基本上可以分为两种类型：定性评估和定量评估。究竟采用定性还是定量方法主要取决于风险评估过程中可获得的信息量的多少。当用于某一评估的统计数据量较充足时，可采用定量的评估方法：当可获得信息量有限时，通常采用定性的统计方法。由此可见，施工期建筑模板支撑体系的安全评估是一项综合性的工作。