基于BIM技术的装配式浅圆仓仓顶结构标准化设计与建造技术研究

发布时间：2020-04-28 03:23

【摘要】：近年来,建筑信息化和工业化结合发展一直是国内外学者关注的热点。国外基于信息技术的建筑工业化方面的研究要早于我国,相对发展较成熟。随着我国经济的快速发展以及社会对于资源集约、环境友好的追求,基于建筑信息技术的建筑工业化逐渐被业界重视。以BIM技术为代表的建筑信息技术已经成为建筑信息化和工业化结合的纽带和方法。粮食仓储设施建筑是保障国家粮食安全的重要基础,我国粮仓建造一直采用传统现浇施工的建造方式,存在传统现浇施工中的质量通病问题,粮仓结构建造水平有待提高。而采用信息化、工业化建造方式对提高粮仓结构建造水平,推动国家科技兴粮战略的实施有重要作用。因此,本文从装配式粮仓设计和建造技术出发,重点进行了装配式浅圆仓仓顶结构的标准化设计和建造技术的研究,探讨了BIM技术在成本控制中的应用方案,最后以实际工程案例为背景,对基于BIM技术的装配式仓顶结构标准化设计与建造技术进行实证,并通过对其直接成本进行对比研究,进一步分析浅圆仓仓顶结构装配式建造方式的经济可行性。主要研究内容如下:(1)研究并总结装配式建筑和BIM技术的特点,分析梳理了装配式建筑的设计流程以及设计方法,提出了基于BIM技术的装配式浅圆仓仓顶结构标准化设计,从不同角度对两种设计流程进行对比分析。通过对目前预制构件库的建立方式的分析总结,提出了预制构件的信息建模方法和预制构件库的创建与应用管理方案;(2)根据装配式混凝土结构设计与建造原则并结合浅圆仓仓顶结构自身结构和工艺特点,提出了装配式混凝土仓顶结构建造方案以及预制构件的连接方法。BIM技术在装配式混凝土仓顶结构建造过程中的应用目标是实现建造过程的信息化管理与控制,利用BIM技术进行施工场地的布置规划设计,以及预制构件的现场储存管理,可以实现施工场地的可视化规划设计并进行多方案对比选出最优方案,预制构件的信息化管理避免了原本需要消耗大量人力、时间的传统管理模式,大大提高了建筑信息的传递效率和准确性,提高了对项目建造过程的管控能力。(3)介绍了装配式建造技术与传统现浇技术的成本组成差异,对装配式建造技术的成本增量的产生原因和由此产生的增量效益进行了分析和总结。BIM技术在成本动态控制中的应用发挥了以标准化设计为主导的优势,而基于全过程信息化管理的管理模式实现了项目全寿命周期成本的动态控制。(4)最后以顺德粮食产业园项目工程为背景,对浅圆仓仓顶结构装配式设计方法和建造技术进行研究。创建了基于BIM技术的预制构件库和仓顶结构信息模型,对仓顶结构的建造过程进行模拟,实现从设计到施工的建筑信息传递与共享。通过对装配式浅圆仓仓顶结构的直接成本进行计算分析,验证了基于BIM技术的装配式浅圆仓仓顶结构建造技术方案的经济可行性。粮食仓储设施的装配式建造是一种新的尝试,本文只对浅圆仓顶结构部分做了标准化设计分析和建造方案研究方面的工作,还有不少需要解决的问题,文章最后对可能存在问题进行了展望。
【图文】：

仓顶结构,传统施工

的一种仓型[12]。浅圆仓仓内直径一般不小于20m，仓体高度与直径之比小于1.5的圆筒式地上粮仓，仓壁主体多为钢筋混凝土结构，厚度为 250mm~270mm[13]。浅圆仓仓壁施工一般采用滑模施工工艺，这种施工工艺在实际应用中已经很成熟。仓顶结构具有跨度大、自重大的结构特点，大多采用满堂脚手架现场浇筑混凝土的施工方法。该施工方法存在的主要问题是：仓顶结构施工满堂脚手架搭设（图 1(a)、1(b)）和仓顶结构模板作业（图 1(c)）需搭设大量的模板、脚手架，周转效率低，造成工期长、成本高和材料浪费严重等现象；仓顶结构锥壳角度较大，混凝土的流动性导致浇筑振捣困难，浇筑密度难以保证，结构防水形同虚设，同时防水层和构造层在自重作用下容易开裂滑移，构造防水易于损坏，共同导致仓顶结构漏水现象普遍存在，结构防水效果较差成为该类粮仓结构的通病[14]；现场施工的露天作业、高空作业等增加了施工人员的安全隐患，，施工过程受自然因素影响较大，各专业之间交叉施工难度较高。

预制构件,降低造价,工厂

图 2 预制构件工厂产，可以使用模板生产多个构件，大幅度预制构件现场施工时可以减少甚至不需要现场工人转变为工厂产业化工人，劳动力天气影响较小，冬季不影响现场装配施工构件的生产，现场施工不需要大量的施工工期。较小工厂生产，运输到施工现场进行装配施工影响较少。装配式建筑采用干作业施工代
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU318;TU17

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