CN112380600A - 基于bim技术的悬挑板施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM技术的悬挑板施工方法，其包括以下步骤：使用BIM软件建立拟建建筑的第一三维信息化模型，所述第一三维信息化模型中包括悬挑板信息；将所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板拆分，得到每个悬挑板的三维信息化模型A；根据悬挑板的三维信息化模型A中的预应力配筋排布，在悬挑板的三维信息化模型A中设置金属波纹管及其两端的喇叭口，得到悬挑板的三维信息化模型B，对悬挑板进行力学计算，以悬挑板张拉后状态信息更新悬挑板的三维信息化模型B，得到悬挑板的三维信息化模型C；对悬挑板的三维信息化模型C进行碰撞检查。本发明通过将BIM技术与现浇预应力悬挑板施工方法相结合，既保证了施工效率又保证了施工安全。

Description

基于BIM技术的悬挑板施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域。更具体地说，本发明涉及一种基于BIM技术的悬挑板施工方法。

背景技术

BIM技术(建筑信息模型)是数字技术在建筑工程中的直接应用，解决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对，并为协同工作提供坚实的基础。建筑信息模型同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。

悬挑的板即为悬挑板，悬挑板的板下没有直接的竖向支撑，靠板自身，或者板下面的悬挑梁来承受或传递竖向荷载，由于现有的建筑围护结构的墙体多采用轻质水泥基砌块，采用的材料自身的抗压强度和抗拉强度不高，所砌墙体不能承担锚固悬挑板及其负载的荷载，因此现行房屋建筑的结构专业设计，很多设计了钢筋混凝土悬挑板结构构件。在设计过程中，不少施工人员应用BIM技术提高了施工效率和安全性，如一些现有技术中已经公开的基于BIM的预制悬挑板施工方法，然而对于现浇的预应力悬挑板，现有技术中尚无这方面技术公开。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于BIM技术的悬挑板施工方法，填补了现有技术中应用BIM技术对现浇的预应力悬挑板进行施工的空白。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于BIM技术的悬挑板施工方法，其包括以下步骤：

步骤一、使用BIM软件建立拟建建筑的第一三维信息化模型，所述第一三维信息化模型中包括悬挑板信息，所述悬挑板信息包括悬挑板的位置、尺寸、预应力配筋材料和排布、混凝土标号和强度，在所述第一三维信息化模型中预应力配筋为未张拉状态，所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板分别对应不同的编号；

步骤二、将第一三维信息化模型保存，再将所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板拆分，得到每个悬挑板的三维信息化模型A，同时得到仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型；

步骤三、根据悬挑板的三维信息化模型A中的预应力配筋排布，在悬挑板的三维信息化模型A中设置金属波纹管及其两端的喇叭口，得到悬挑板的三维信息化模型B并保存，在BIM软件中对悬挑板的三维信息化模型B添加第一约束条件，所述第一约束条件包括悬挑板混凝土应力阈值和悬挑板混凝土应变阈值，根据悬挑板的设计负载和预应力配筋的设计张拉载荷进行力学计算得到悬挑板混凝土的实际应力和实际应变，若悬挑板混凝土的实际应力和实际应变满足第一约束条件则根据预应力配筋的设计张拉载荷计算悬挑板张拉后状态信息，并以悬挑板张拉后状态信息更新悬挑板的三维信息化模型B，得到悬挑板的三维信息化模型C，所述悬挑板张拉后状态信息包括悬挑板尺寸和预应力配筋位置，否则重复修改预应力配筋方案，并重复步骤一至三，直至满足第一约束条件；

步骤四、将悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行碰撞检查，检查悬挑板的三维信息化模型C是否满足第二约束条件，所述第二约束条件包括悬挑板的预应力配筋在经过张拉后与仅有拟建建筑主体的梁钢筋是否有碰撞、检查悬挑板中的预应力配筋经过张拉后是否超出仅有拟建建筑主体的梁宽，若不满足，则修改预应力配筋方案，并重复步骤一至四，直至满足第二约束条件；

步骤五、在与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的第一三维信息化模型基础上继续建立脚手架模型和悬挑板浇筑模板模型，得到第三三维信息化模型，将第三三维信息化模型中的脚手架拆分，得到脚手架的三维信息模型，再将第三三维信息化模型中的悬挑板浇筑模板拆分，得到悬挑板浇筑模板的三维信息模型；

步骤六、将脚手架的三维信息模型生成脚手架平面布置图、详图和下料清单，将悬挑板浇筑模板的三维信息模型生成悬挑板浇筑模板平面布置图、详图和下料清单，将与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的悬挑板的三维信息化模型B生成悬挑板平面布置图、详图和下料清单，其中对应于同一悬挑板的脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料均使用同一悬挑板编号；

步骤七、根据脚手架的下料清单、悬挑板浇筑模板的下料清单和悬挑板的下料清单将脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料配送至施工现场，再按脚手架平面布置图、详图和悬挑板浇筑模板平面布置图、详图搭建脚手架和悬挑板浇筑模板，在悬挑板浇筑模板内安放悬挑板的金属波纹管及其两端的喇叭口，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度时，拆除悬挑板浇筑位于金属波纹管端部的模板，在金属波纹管内穿设预应力配筋，对预应力配筋进行张拉，当预应力配筋中的载荷达到设计载荷后，向金属波纹管内灌浆、封锚，对悬挑板进行无损检测，确定悬挑板内无裂纹、空洞后拆除悬挑板浇筑模板。

优选的是，步骤四中还包括：将满足第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行整合，得到第四三维信息化模型并保存，根据第四三维信息化模型对各悬挑板的尺寸和位置进行复核；

步骤七中还包括：施工人员根据第四三维信息化模型对施工现场的悬挑板进行检查。

优选的是，对比所有悬挑板浇筑模板的三维信息模型，检查是否有相同规格的悬挑板浇筑模板，若存在相同规格的悬挑板浇筑模板，则针对相同规格的悬挑板浇筑模板的下料清单，仅生产一套悬挑板浇筑模板，并在该套悬挑板浇筑模板标记所有可使用该悬挑板浇筑模板的悬挑板编号。

优选的是，对预应力配筋的张拉分两次完成，第一次张拉使预应力配筋中的载荷达到设计载荷的60％。

优选的是，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土前，使用泡沫块将金属波纹管两端的喇叭口封堵。

优选的是，所述BIM软件包括Revit、Navisworks、Bentley Navigator、ArchiCAD。

本发明至少包括以下有益效果：通过将BIM技术与现浇预应力悬挑板施工方法相结合，可以准确的控制脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板预应力配筋的下料，同时通过在施工前应用BIM技术计算预应力张拉后单个悬挑板的受力状态以及将预应力张拉后悬挑板整合到拟建建筑三维信息化模型的状态，可提前模拟悬挑板施工方案的结果，从而选择合适的悬挑板施工方案，既保证了施工效率又保证了施工安全。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

本发明提供一种基于BIM技术的悬挑板施工方法，其包括以下步骤：

步骤一、使用BIM软件建立拟建建筑的第一三维信息化模型，所述第一三维信息化模型中包括悬挑板信息，所述悬挑板信息包括悬挑板的位置、尺寸、预应力配筋材料和排布、混凝土标号和强度，在所述第一三维信息化模型中预应力配筋为未张拉状态，所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板分别对应不同的编号；

这里BIM软件较多，选择用于在建筑施工领域的BIM软件即可，如Revit、Navisworks、Bentley Navigator、ArchiCAD等。

这里第一三维信息化模型不仅包括各悬挑板信息，还包括拟建建筑主体结构中包含的梁、板、柱、墙构件的几何尺寸信息(长度、宽度、高度)，梁、板、柱、墙构件中包含的配筋和混凝土标号、强度、状态信息。

这里由于悬挑板预应力张拉后的状态并不知晓，而只知晓其张拉前的状态，因此建立第一三维信息化模型时，将悬挑板中预应力配筋设置为未张拉状态是符合施工顺序和实际情况的。

步骤二、将第一三维信息化模型保存，再将所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板拆分，得到每个悬挑板的三维信息化模型A，同时得到仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型；

步骤三、根据悬挑板的三维信息化模型A中的预应力配筋排布，在悬挑板的三维信息化模型A中设置金属波纹管及其两端的喇叭口，得到悬挑板的三维信息化模型B并保存，在BIM软件中对悬挑板的三维信息化模型B添加第一约束条件，所述第一约束条件包括悬挑板混凝土应力阈值和悬挑板混凝土应变阈值，根据悬挑板的设计负载和预应力配筋的设计张拉载荷进行力学计算得到悬挑板混凝土的实际应力和实际应变，若悬挑板混凝土的实际应力和实际应变满足第一约束条件则根据预应力配筋的设计张拉载荷计算悬挑板张拉后状态信息，并以悬挑板张拉后状态信息更新悬挑板的三维信息化模型B，得到悬挑板的三维信息化模型C，所述悬挑板张拉后状态信息包括悬挑板尺寸和预应力配筋位置，否则重复修改预应力配筋方案，并重复步骤一至三，直至满足第一约束条件，这里预应力配筋方案包括预应力配筋的材料选用和排布图样；

这里通过将悬挑板的三维信息化模型A先拆分出来，先计算悬挑板的受力状态，可确保悬挑板的设计方案满足安全要求，避免施工后出现事故。

步骤四、将悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行碰撞检查，检查悬挑板的三维信息化模型C是否满足第二约束条件，所述第二约束条件包括悬挑板的预应力配筋在经过张拉后与仅有拟建建筑主体的梁钢筋是否有碰撞、检查悬挑板中的预应力配筋经过张拉后是否超出仅有拟建建筑主体的梁宽，若不满足，则修改预应力配筋方案，并重复步骤一至四，直至满足第二约束条件；

这里对悬挑板张拉后的模型进行碰撞检查可知晓悬挑板进行预应力张拉后是否存在尺寸问题，预应力配筋张拉后是否与拟建建筑主体的梁钢筋发生冲突，这样可确保预应力配筋方案的合理性。

步骤五、在与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的第一三维信息化模型基础上继续建立脚手架模型和悬挑板浇筑模板模型，得到第三三维信息化模型，将第三三维信息化模型中的脚手架拆分，得到脚手架的三维信息模型，再将第三三维信息化模型中的悬挑板浇筑模板拆分，得到悬挑板浇筑模板的三维信息模型；

步骤六、将脚手架的三维信息模型生成脚手架平面布置图、详图和下料清单，将悬挑板浇筑模板的三维信息模型生成悬挑板浇筑模板平面布置图、详图和下料清单，将与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的悬挑板的三维信息化模型B生成悬挑板平面布置图、详图和下料清单，其中对应于同一悬挑板的脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料均使用同一悬挑板编号；

步骤七、根据脚手架的下料清单、悬挑板浇筑模板的下料清单和悬挑板的下料清单将脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料配送至施工现场，再按脚手架平面布置图、详图和悬挑板浇筑模板平面布置图、详图搭建脚手架和悬挑板浇筑模板，在悬挑板浇筑模板内安放悬挑板的金属波纹管及其两端的喇叭口，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度时，拆除悬挑板浇筑位于金属波纹管端部的模板，在金属波纹管内穿设预应力配筋，对预应力配筋进行张拉，当预应力配筋中的载荷达到设计载荷后，向金属波纹管内灌浆、封锚，对悬挑板进行无损检测，确定悬挑板内无裂纹、空洞后拆除悬挑板浇筑模板。

本实施例在应用过程中，通过将BIM技术与现浇预应力悬挑板施工方法相结合，可以准确的控制脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板预应力配筋的下料，同时通过在施工前应用BIM技术计算预应力张拉后单个悬挑板的受力状态以及将预应力张拉后悬挑板整合到拟建建筑三维信息化模型的状态，可提前模拟悬挑板施工方案的结果，从而选择合适的悬挑板施工方案，既保证了施工效率又保证了施工安全。

在另一实施例中，步骤四中还包括：将满足第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行整合，得到第四三维信息化模型并保存，根据第四三维信息化模型对各悬挑板的尺寸和位置进行复核；

步骤七中还包括：施工人员根据第四三维信息化模型对施工现场的悬挑板进行检查。

本实施例在应用过程中，通过在设计阶段复核，施工阶段检查，反复多次核验可确保悬挑板施工按照设计要求进行，避免在施工过程中换热完成后出现事故。

在另一实施例中，对比所有悬挑板浇筑模板的三维信息模型，检查是否有相同规格的悬挑板浇筑模板，若存在相同规格的悬挑板浇筑模板，则针对相同规格的悬挑板浇筑模板的下料清单，仅生产一套悬挑板浇筑模板，并在该套悬挑板浇筑模板标记所有可使用该悬挑板浇筑模板的悬挑板编号。

本实施例在应用过程中，可减少悬挑板浇筑模板的制作量，减少施工成本，同时由于悬挑板浇筑模板的数量减少，施工现场堆放场地也更加节约。

在另一实施例中，对预应力配筋的张拉分两次完成，第一次张拉使预应力配筋中的载荷达到设计载荷的60％。

由于预应力配筋张拉过程中预应力配筋各处材料的性能并非完全一致，故在第一次张拉后暂停一段时间，可使预应力配筋中的张拉载荷均匀传递到预应力配筋各处，使预应力配筋逐渐适应张拉状态，也避免预应力配筋中局部材料性能薄弱处被一次性拉伸出现塑性变形。

在另一实施例中，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土前，使用泡沫块将金属波纹管两端的喇叭口封堵，这样可避免悬挑板建筑过程中，混凝土掉入金属波纹管内，防止造成后期在金属波纹管灌浆时出现夹渣情况。

在另一实施例中，所述BIM软件包括Revit、Navisworks、Bentley Navigator、ArchiCAD。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (6)

1.基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、使用BIM软件建立拟建建筑的第一三维信息化模型，所述第一三维信息化模型中包括悬挑板信息，所述悬挑板信息包括悬挑板的位置、尺寸、预应力配筋材料和排布、混凝土标号和强度，在所述第一三维信息化模型中预应力配筋为未张拉状态，所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板分别对应不同的编号；

步骤二、将第一三维信息化模型保存，再将所述第一三维信息化模型中的每个悬挑板拆分，得到每个悬挑板的三维信息化模型A，同时得到仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型；

步骤三、根据悬挑板的三维信息化模型A中的预应力配筋排布，在悬挑板的三维信息化模型A中设置金属波纹管及其两端的喇叭口，得到悬挑板的三维信息化模型B并保存，在BIM软件中对悬挑板的三维信息化模型B添加第一约束条件，所述第一约束条件包括悬挑板混凝土应力阈值和悬挑板混凝土应变阈值，根据悬挑板的设计负载和预应力配筋的设计张拉载荷进行力学计算得到悬挑板混凝土的实际应力和实际应变，若悬挑板混凝土的实际应力和实际应变满足第一约束条件则根据预应力配筋的设计张拉载荷计算悬挑板张拉后状态信息，并以悬挑板张拉后状态信息更新悬挑板的三维信息化模型B，得到悬挑板的三维信息化模型C，所述悬挑板张拉后状态信息包括悬挑板尺寸和预应力配筋位置，否则重复修改预应力配筋方案，并重复步骤一至三，直至满足第一约束条件；

步骤四、将悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行碰撞检查，检查悬挑板的三维信息化模型C是否满足第二约束条件，所述第二约束条件包括悬挑板的预应力配筋在经过张拉后与仅有拟建建筑主体的梁钢筋是否有碰撞、检查悬挑板中的预应力配筋经过张拉后是否超出仅有拟建建筑主体的梁宽，若不满足，则修改预应力配筋方案，并重复步骤一至四，直至满足第二约束条件；

步骤五、在与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的第一三维信息化模型基础上继续建立脚手架模型和悬挑板浇筑模板模型，得到第三三维信息化模型，将第三三维信息化模型中的脚手架拆分，得到脚手架的三维信息模型，再将第三三维信息化模型中的悬挑板浇筑模板拆分，得到悬挑板浇筑模板的三维信息模型；

步骤六、将脚手架的三维信息模型生成脚手架平面布置图、详图和下料清单，将悬挑板浇筑模板的三维信息模型生成悬挑板浇筑模板平面布置图、详图和下料清单，将与满足第一约束条件和第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C对应的悬挑板的三维信息化模型B生成悬挑板平面布置图、详图和下料清单，其中对应于同一悬挑板的脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料均使用同一悬挑板编号；

步骤七、根据脚手架的下料清单、悬挑板浇筑模板的下料清单和悬挑板的下料清单将脚手架、悬挑板浇筑模板和悬挑板物料配送至施工现场，再按脚手架平面布置图、详图和悬挑板浇筑模板平面布置图、详图搭建脚手架和悬挑板浇筑模板，在悬挑板浇筑模板内安放悬挑板的金属波纹管及其两端的喇叭口，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度时，拆除悬挑板浇筑位于金属波纹管端部的模板，在金属波纹管内穿设预应力配筋，对预应力配筋进行张拉，当预应力配筋中的载荷达到设计载荷后，向金属波纹管内灌浆、封锚，对悬挑板进行无损检测，确定悬挑板内无裂纹、空洞后拆除悬挑板浇筑模板。

2.如权利要求1所述的基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，步骤四中还包括：将满足第二约束条件的悬挑板的三维信息化模型C与仅有拟建建筑主体的第二三维信息化模型进行整合，得到第四三维信息化模型并保存，根据第四三维信息化模型对各悬挑板的尺寸和位置进行复核；

步骤七中还包括：施工人员根据第四三维信息化模型对施工现场的悬挑板进行检查。

3.如权利要求1所述的基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，对比所有悬挑板浇筑模板的三维信息模型，检查是否有相同规格的悬挑板浇筑模板，若存在相同规格的悬挑板浇筑模板，则针对相同规格的悬挑板浇筑模板的下料清单，仅生产一套悬挑板浇筑模板，并在该套悬挑板浇筑模板标记所有可使用该悬挑板浇筑模板的悬挑板编号。

4.如权利要求1所述的基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，对预应力配筋的张拉分两次完成，第一次张拉使预应力配筋中的载荷达到设计载荷的60％。

5.如权利要求1所述的基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，向悬挑板浇筑模板内浇筑混凝土前，使用泡沫块将金属波纹管两端的喇叭口封堵。

6.如权利要求1所述的基于BIM技术的悬挑板施工方法，其特征在于，所述BIM软件包括Revit、Navisworks、Bentley Navigator、ArchiCAD。