装配式建筑施工偏差预测及控制研究

发布时间：2020-08-19 15:17

【摘要】：装配式建筑相对于传统建筑业具有施工效率高,周期短,质量高等一系列优点,是建筑行业大力推广的一种建筑形式。其中,施工的高效性是其尤为突出的一大特点。然而由于装配式建筑目前还没有完善的施工管理理论,在装配式建筑吊装过程中,存在着施工偏差的问题,而该类偏差无论对施工的进度还是质量都会造成一定程度的影响,是装配式建筑亟待解决的问题。因此本文主要针对装配式建筑施工过程中的偏差问题进行研究,旨在为装配式建筑施工提供精确的施工指导,从而保证装配式建筑施工的效率及质量。本文在对装配式建筑发展中主要阻碍因素分析的基础上,认为施工过程中产生的偏差已经对装配式建筑高效高质的施工产生影响,不利于装配式建筑的精细化管理。因此,本文提出利用MATLAB实现灰色预测模型及其改进模型的建立,预测偏差发展趋势,从而为下一步施工提出相应指导措施。首先以包头市某钢结构住宅楼为例,利用全站仪获取了14个关键节点的偏差,通过对比施工规范,发现其南北方向的偏差值较大,部分节点目前已经超过允许范围;然后以包头市某钢结构工业厂房为例,利用BIM-3D集成技术进行偏差获取,并手动选取了39个关键节点,其中46.15%的节点超出企业偏差范围。基于以上,对两种方式获取的偏差建立灰色预测模型,并经过参数检验,最终确定模型精度等级。其中,全站仪获取偏差建立的模型中,预测的平均误差率最大为34.05%,最小为4.41%;而BIM-3D扫描获取偏差建立的预测模型平均误差率分别为0.06%和0.64%,该方式获取偏差建立的预测模型误差率要远小于全站仪获取偏差建立的预测模型的误差率,从而侧面验证偏差获取越精确,预测模型精度也会越高。通过偏差预测模型的预测值分析,结合现场施工现状,分别对两个案例的楼承板及彩钢板下料尺寸进行重新计算,从计算结果分析,偏差的存在对下一步施工造成了不同程度的影响。因此,本文对偏差的预测分析可以实现更准确的施工现场指导,避免造成人员、材料等的浪费,提高了施工效率,为推动装配式建筑精细化管理提供新的思路。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU756
【图文】：

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（式3.1）图3.1 三维激光扫描仪原理3.1.3 3D 扫描仪与全站仪的区别（1）对外部光线要求不同。三维激光扫描仪主要根据激光测距原理工作，因此不受光线、时间等因素的影响。而全站仪对光线要求明确，必须通过放置棱镜的反射光来确定目标物的位置。（2）测量精度不同。三维激光扫描仪的精度比全站仪精度要高的多。三维激光扫描仪几乎精确实现实景复制，而全站仪的精度存在 20mm+百万分之 2 的误差。（3）仪器使用复杂程度不同。由于三维激光扫描仪的高穿透性，在一定的范围内只需架设一次仪器，便可实现全方位、动态的数据收集。而全站仪由于视线受阻，必须移动设备，重新架设并调平测量。（4）获取的数据不同。三维激光扫描仪可以获取被测物体表面的全部信息。而全站仪只能获取被测物体表面某些点位的信息。（5）测量速度不同。三维激光扫描仪能实现快速高效的测量效果，例如 Trimble TX5达到以每秒97.6 万点的速度采集海量的数据。而全站仪在有限的条件内

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差最小化等效果。该工程地上建筑面积 35 986.43 平方米，地下建筑面积1164.57 平方米，建筑物总高度97.05 米，地上 33 层，低下 2 层，整体建筑类型全部为钢结构。现场施工如图4.1 所示。图4.1 某装配式住宅楼施工图装配式建筑与传统建筑的施工过程有所区别。构件需提前在预制加工厂预制，然后送往现场，由于施工工期紧张，该项目进度安排中，要求 10 天完成一层的结构安装。因此，现场需要堆放已经加工好的构件备用。

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内蒙古科技大学硕士学位论文- 28 -图4.3 节点X 轴偏差数据对比图4.4 节点Y 轴偏差数据对比根据GB50205-2001 钢结构施工质量验收规范规定，钢结构柱子偏差最大不能超过10mm。由 X 轴偏差数据对比图看出，各个节点均未超出偏差最大允许值，但是可以看出，偏差是随着层数的增加而呈上升趋势的，虽然目前偏差值暂时还未超过允许范围，但是已趋于临界范围。Y 轴方向偏差值的累积发展趋势更为明显，已经在第 7 层施工期间出现偏差超出允许范围的现象了。P-1K，P-2P，P-3P，P-3K 等节点的 Y 轴方向偏差值较大

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