CN108229808A - 一种装配式建筑项目施工过程控制系统 - Google Patents

一种装配式建筑项目施工过程控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能管理系统技术领域，具体涉及一种装配式建筑项目施工过程控制系统，该系统能够对导入的BIM模型数据进行空间、时间、工艺和资源的分析，进而形成施工方案、进度计划、资源计划和成本计划，以供项目管理员进行参考。

Description

一种装配式建筑项目施工过程控制系统
技术领域
本发明涉及智能管理系统技术领域，具体涉及一种装配式建筑项目施工过程控制系统。
背景技术
装配式结构(prefabricated concrete structure)是装配式混凝土结构的简称，是以预制构件为主要受力构件经装配\连接而成的混凝土结构。装配式钢筋混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一，它有利于我国建筑工业化的发展，提高生产效率节约能源，发展绿色环保建筑，并且有利于提高和保证建筑工程质量。与现浇施工工法相比，装配式混凝土结构有利于绿色施工，因为装配式施工更能符合绿色施工的节地、节能、节材、节水和环境保护等要求，降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、减少环境污染、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源，遵循可持续发展的原则。
四维施工模拟对施工部署和施工策划具有很大的指导意义，传统的现浇混凝土结构在施工前一般都会采用四维施工模拟分析系统进行模拟分析。而由于装配式混凝土结构具有特殊施工工艺，与现浇混凝土结构的施工工艺完全不同，因此无法利用现有的四维施工模拟分析系统对装配式混凝土结构进行模拟分析，而且在现有技术中，也没有针对装配式混凝土结构专门开发的四维施工模拟分析系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式建筑项目施工过程控制系统，该系统能够对导入的BIM模型数据进行空间、时间、工艺和资源的分析，进而形成施工方案、进度计划、资源计划和成本计划，以供项目管理员进行参考。
为后续施工计划的形成提供重要依据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种装配式建筑项目施工过程控制系统，包括导入模块、分析模块、生产模块和调整模块，其中：
导入模块，用于将BIM模型的数据提取，导入到系统内；
分析模块包括计算规则模块、空间分析模块、时间分析模块、工艺分析模块和资源分析模块；
计算规则模块，用于提供空间分析、时间分析、资源分析和工艺分析的规则；
空间分析模块，用于根据空间分析规则对导入的BIM模型数据划分施工区域、判定施工流向、判定施工流水段；确定构件吊装顺序；
时间分析模块，用于根据时间分析规则确定施工进度计划以及对应的定额资源配置；
工艺分析模块，用于对BIM模型的数据进行工艺分析得到周转料具的数量；
资源分析模块，用于根据定额资源配置得到定额资源用量，根据资源分析规则和定额资源用量以及周转料具的数量确定施工资源；
生成模块包括施工方案生成模块、进度计划生成模块、资源计划生成模块和成本计划生成模块；
施工方案生成模块，用于根据空间分析模块的结果生成施工方案；
进度计划生成模块，用于根据时间分析模块的结果生成施工进度计划；
资源计划生成模块，用于根据施工进度以及资源分析模块的结果生成资源计划；
成本计划生成模块，用于根据施工进度计划和资源计划计算生产成本计划。
进一步地，所述BIM模型为用revit软件建模形成的模型或者有相应图元区分的CAD图纸。
进一步地，所述施工方案包括在BIM模型上体现如下：
(1)大分区及大分区流向；
(2)流水段及流水段走向；
(3)构件吊装顺序；
(4)模板、支架、外挂架、临时支撑的施工设计。
进一步地，所述施工进度计划以横道图的形式体现，并提供手动调节的功能。
进一步地，所述资源计划包括：
(1)劳动力计划；
(2)构件加工计划；
(3)周转模具计划；
(4)大型机具计划。
进一步地，所述资源计划包括：所述生产成本计划的生成规则为：
其中：M—总成本
P—单价
Q—使用量。
成本P＝劳动力数量m×单价+材料数量n×单价+机械费用
计划工期条件下的成本(计划成本)Cs＝计划完成清单工程量×清单合同价+设备租赁数量×租赁价格×计算时刻的工期持续天数+一次摊销材料总价格/计算时刻占总工期百分比
实际工期条件下的成本(实际成本)Ca＝实际完成清单工程量×清单合同价+设备租赁数量×租赁价格×计算时刻的工期持续天数+一次摊销材料总价格/计算时刻占总工期百分比。
本发明的装配式建筑项目施工过程控制系统，该系统能够对导入的BIM模型数据进行空间、时间、工艺和资源的分析，进而形成施工方案、进度计划、资源计划和成本计划，以供项目管理员进行参考，可以推敲施工方案和施工部署，选择工期、资源、成本最优的方案进行施工。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种装配式建筑项目施工过程控制系统，包括导入模块、分析模块、生产模块和调整模块，其中：
导入模块，用于将BIM模型的数据提取，导入到系统内；所述BIM模型为用revit软件建模形成的模型或者有相应图元区分的CAD图纸。
分析模块包括计算规则模块、空间分析模块、时间分析模块、工艺分析模块和资源分析模块；
计算规则模块，用于提供空间分析、时间分析、资源分析和工艺分析的规则；
所述计算规则模块中的空间分析规则包括施工区域划分规则、施工流向判定规则、施工流水段判定规则和构件吊装顺序确定规则。
施工区域划分规则为：
(1)施工范围的选择，在施工总平面上选择出施工范围；
(2)将施工范围按照建筑面积为500-600平米划分为一个施工区域；
(3)两栋或多栋建筑为一个施工范围，选择一栋建筑物作为独立的施工区域时，用上述值进行判定，若在该范围内则可以，超出范围则需要人工判定是否可以；
(4)一栋建筑为两个或以上作为一个施工范围时，需要选择施工区域的数量，再按下面公式求出区域面积，判定是否满足要求；
(5)确定施工区域的划分方式。
其中：n——区域数量(取整)
A——一个标准层建筑面积(平米)；
施工流向判定规则为：
(1)按照轴线方向确定施工流向；
(2)按照楼号的大小顺序确定施工流向；
(3)手动选择。
施工流水段判定规则：将一个施工区域均分为两个流水段；
(1)首先取标准层平面图的中线(按建筑面积均分)位置划分为两段；
(2)有电梯井或楼梯间一侧，以反施工流向一侧的电梯井或楼梯间的墙分界；
(3)非电梯井一侧要顺施工流向，延伸出一跨；
(4)分界线各自延伸至中间位置的一轴线上，沿纵轴线连接；
(5)另外，区域划分功能中要有手动调整功能，以便划分的更合理。
构件吊装顺序确定规则：
竖向构件的吊装顺序为：竖向外墙板吊装——PCF板吊装——内墙吊装
其中，楼梯间处的墙板待整个区域所有竖向构件吊装完成之后再吊装，且竖向构件吊装需要在手动调整功能项里面加上与默认顺序相反的吊装顺序。
水平构件的吊装顺序为：叠合板吊装——阳台、空调板吊装——楼梯板吊装
竖向外墙板吊装规则为：
(1)确定起始点。第一流水段与流向反方向，靠近楼梯间电梯间；
(2)确定结束点。在遇到第二流水段的分界线的时候就结束。
(3)第一分区按逆时针方向吊装，第二分区按顺时针方向吊装。
PCF板吊装规则为：
(1)与竖向外墙板的吊装顺序一样；
(2)遇到第一个阳角后开始进行吊装，遇到下一个流水段的分界线时停止吊装。
内墙吊装规则为：
(1)按外墙板的吊装顺序吊装到区域分界线位置。
叠合板吊装规则为：
(1)按照施工流向吊装；
(2)第一块板应选择靠电梯井一侧和施工流行起始方向的板；
(3)沿着横轴线逐间依次吊装，遇到外墙结束，转向相邻跨，再次沿着横轴线逐间依次吊装。(或按照竖向(相邻两轴线之间跨)和横向两个方向互相交替的成“S”型走向吊装。)
(4)遇到现浇结构时自动忽略。
楼梯吊装规则为：
从左至右的吊装顺序吊装。
现浇工序的施工顺序为；
节点部位的钢筋、模板施工与竖向构件吊装顺序一致；
支架搭设的顺序与叠合板的吊装顺序一致；
施工区域内所有的核心筒(楼梯间、电梯井)施工同时进行，与吊装工序无关。
所述计算规则模块中的时间分析规则包括标准层进度规则、工作量计算规则、时空冲突规则、自动调整规则和手动调整规则。
标准层进度规则包括6天、7天、8天和9天四种标准层进度计划，以及四种标准层进度计划对应的定额资源配置；
工作量计算规则包括各种构建施工时间的计算公式。
时空冲突规则为：按照实际工作量自动生成楼层进度计划时，以及楼层计划手动调整时，时空关系协调检查所遵循的规则有以下几条：
(1)改变时长时，每道工序按照标准进度的起始点的位置，不能改变；
(2)起始点在上道工序完成时间一半以上的位置(以0.5天为调整单位)，即：一个施工段内只能有一道工序施工；
(3)同一时间点内不能有三道及以上工序产生重叠；
(4)同一道工序不能出现搭接，即：间歇时间大于等于零；
(5)调整进度出现冲突时，要有提示，并经允许后方可调整；
自动调整规则为：
(1)按照公式计算时长；
(2)依据时空冲突规则自动生成楼层进度；
(3)楼层工期计算。
手动调整规则为：
(1)工序时长的改变要按照公式
(2)时长与节拍的改变还要遵循时空冲突规则；
资源分析模块：用于根据空间分析模块和时间分析模块确定的定额资源配置得到定额资源用量，根据定额资源计算规则得到定额资源；
空间分析模块：用于根据空间分析规则对导入的BIM模型数据划分施工区域、判定施工流向、判定施工流水段；确定构件吊装顺序。
时间分析模块：用于根据时间分析规则确定施工进度计划以及对应的定额资源配置；
所述时间分析规则模块包括标准层进度选择模块、实际工作量计算模块和工期调整模块；
标准层进度选择模块，用于根据合同工期和标准层进度规则确定标准工期；
实际工作量计算模块，用于根据BIM模型数据计算实际的工期；
工期调整模块：如果实际工期超过标准工期的20％，则对设定实际工期为施工工期，并根据时间分析规则确定施工进度计划以及对应的定额资源配置。
实际工作量计算模块：用于根据BIM模型数据计算实际的工期；
工期调整模块：如果实际工期超过标准工期的20％，则对设定实际工期为施工工期，并根据时空冲突规则、自动调整规则或手动调整规则确定施工进度计划以及对应的定额资源配置；
工艺分析模块：用于对BIM模型的数据进行工艺分析得到周转料具的数量；
资源分析模块：用于根据定额资源配置得到定额资源用量，根据资源分析规则和定额资源用量以及周转料具的数量确定施工资源。
生成模块包括施工方案生成模块、进度计划生成模块、资源计划生成模块和成本计划生成模块；
施工方案生成模块，用于根据空间分析模块的结果生成施工方案；
所述施工方案包括在BIM模型上有如下表示：
(1)大分区及大分区流向；
(2)流水段及流水段走向；
(3)构件吊装顺序；
(4)模板、支架、外挂架、临时支撑的施工设计。
进度计划生成模块，用于根据时间分析模块的结果生成施工进度计划；所述施工进度计划以横道图的形式体现，并提供手动调节的功能。
资源计划生成模块，用于根据施工进度以及资源分析模块的结果生成资源计划；
所述资源计划包括：
(1)劳动力计划；
(2)构件加工计划；
(3)周转模具计划；
(4)大型机具计划。
成本计划生成模块，用于根据施工进度计划和资源计划计算生产成本计划；
所述资源计划包括：所述生产成本计划的生成规则为：
其中：M—总成本
P—单价
Q—使用量。
成本P＝劳动力数量m×单价+材料数量n×单价+机械费用
计划工期条件下的成本(计划成本)Cs＝计划完成清单工程量×清单合同价+设备租赁数量×租赁价格×计算时刻的工期持续天数+一次摊销材料总价格/计算时刻占总工期百分比
实际工期条件下的成本(实际成本)Ca＝实际完成清单工程量×清单合同价+设备租赁数量×租赁价格×计算时刻的工期持续天数+一次摊销材料总价格/计算时刻占总工期百分比。
本发明的装配式建筑项目施工过程控制系统，该系统能够对导入的BIM模型数据进行空间、时间、工艺和资源的分析，进而形成施工方案、进度计划、资源计划和成本计划，以供项目管理员进行参考，可以推敲施工方案和施工部署，选择工期、资源、成本最优的方案进行施工。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于，包括导入模块、分析模块、生产模块和调整模块，其中：
导入模块，用于将BIM模型的数据提取，导入到系统内；
分析模块包括计算规则模块、空间分析模块、时间分析模块、工艺分析模块和资源分析模块；
计算规则模块，用于提供空间分析、时间分析、资源分析和工艺分析的规则；
空间分析模块，用于根据空间分析规则对导入的BIM模型数据划分施工区域、判定施工流向、判定施工流水段；确定构件吊装顺序；
时间分析模块，用于根据时间分析规则确定施工进度计划以及对应的定额资源配置；
工艺分析模块，用于对BIM模型的数据进行工艺分析得到周转料具的数量；
资源分析模块，用于根据定额资源配置得到定额资源用量，根据资源分析规则和定额资源用量以及周转料具的数量确定施工资源；
生成模块包括施工方案生成模块、进度计划生成模块、资源计划生成模块和成本计划生成模块；
施工方案生成模块，用于根据空间分析模块的结果生成施工方案；
进度计划生成模块，用于根据时间分析模块的结果生成施工进度计划；
资源计划生成模块，用于根据施工进度以及资源分析模块的结果生成资源计划；
成本计划生成模块，用于根据施工进度计划和资源计划计算生产成本计划。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于：所述BIM模型为用revit软件建模形成的模型或者有相应图元区分的CAD图纸。
3.根据权利要求1所述的装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于：所述施工方案包括在BIM模型上有如下表示：
(1)大分区及大分区流向；
(2)流水段及流水段走向；
(3)构件吊装顺序；
(4)模板、支架、外挂架、临时支撑的施工设计。
4.根据权利要求1所述的装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于：所述施工进度计划以横道图的形式体现，并提供手动调节的功能。
5.根据权利要求1所述的装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于：所述资源计划包括：
(1)劳动力计划；
(2)构件加工计划；
(3)周转模具计划；
(4)大型机具计划。
6.根据权利要求1所述的装配式建筑项目施工过程控制系统，其特征在于：所述资源计划包括：所述生产成本计划的生成规则为：
其中：M—总成本
P—单价
Q—使用量。
成本P＝劳动力数量m×单价+材料数量n×单价+机械费用
计划工期条件下的成本(计划成本)Cs＝计划完成清单工程量×清单合同价+设备租赁数量×租赁价格×计算时刻的工期持续天数+一次摊销材料总价格/计算时刻占总工期百分比
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