利用BIM技术辅助复杂屋面模板排布处理

利用BIM技术辅助复杂屋面模板排布处理

于齐 孟祥凯 李哲龙 王晓光 李想

中建一局集团第五建筑有限公司，山东 日照 276800

摘  要：伴随建筑行业快速发展，建筑理论知识和实践经验都已达到顶峰，与之而来的是建筑科技的不断渗透，使行业充满了现代化气息，这也是时代进步的必然结果。BIM技术与传统施工技术相结合，能够完美解决许多问题，并对施工进度，施工成本，施工质量等方面起到很大的辅助作用。

模板和支撑体系作为钢筋混凝土结构的支撑构件，从工程开始到工程完成都起着重要的作用。采用BIM技术辅助复杂屋面模板排布处理，可以有效解决模板工程中的问题，达到控制成本、质量优良、安全高效的效果。

关键词：BIM技术；复杂屋面模板排布；施工技术

本文研究对象是利用BIM技术对复杂屋面模板工程做优化处理。在完成结构模型设计后，在BIM模架设计软件中开展一键配模，使配模效果大幅提升，对模板拼模过程精准排布，现场按照配模图加工，做到精准下料，成本管控。

本文是通过对锦钰佳苑·太阳城C地块项目别墅模板工程施工，研究BIM技术在施工中的辅助作用。在完成支架结构设计后，根据原材料尺寸，对所有模板进行设计分析，开展模板配置的时候，详细节点的具体处理方法可根据施工的真实情况选择，并可指定可用模板的最小尺寸和模板翻转次数。在所有的参数完成设定之后，选择自动生成配模。同传统的手工配模的方式比，配模的效果被大幅度的提升，也在一定的层面解放了劳动力。能够对模板拼模过程做到预排布，按照预排布模型生成配模图，现场施工过程按照配模图进行加工、排布，真正做到精细化管理。

一、传统屋面模板排布工艺现状

对于该种复杂屋面模板工程，很难做出非常精细的模板排布图。一般情况下，工人按照结构施工图和现场尺寸控制线，容易导致模板尺寸误差。同时，现场切板造成的工人随机性比较大，模板浪费严重。因此，在现场很难控制模板的用量，这对模板的安全性、经济性和施工效率也有很大的影响。

二、利用BIM技术辅助复杂屋面模板排布处理

BIM技术应用于建筑工程，通过建模完成结构模板配置，从而生成模板图、切割图、切割图，可以实现模板的集中处理，达到现场直接组装的目的。通过BIM建模，我们还可以提前发现施工中可能会遇到的问题，以便及早解决。同时还能给施工人员一个立体形象，有利于工程质量的提高。

三、应用实例

本建筑工程总建筑面积148460m，共55栋单体，其中别墅F1-3#楼建筑面积均为1115.15m'，地上3层,首层层高3.5m，二层层高3.0m，三层层高3.1m。

选取别墅F1-3#楼坡屋面为研究应用对象,利用品茗模板脚手架软件生成配模图和模板清单。根据清单计算模板数量，指导模板施工中编号、切割的全过程管理。实际应用表明，利用BIM技术辅助复杂屋面模板排布处理，可以充分利用模板材料，防止工人随意切割，达到节约模板的目的。

1.新建工程：打开软件，点击新建工程前，进行加密锁设置，针对个人情况选择加密锁类型。新建工程后，针对项目拟定的支撑形式选择相应架体，软件自带四种全国版架体形式，基本满足项目需求。

2.工程特征信息设置：将项目基本参数信息、计算依据、立杆间距、次龙骨间距、立杆距离梁边范围、扫地杆高度、对拉螺栓间距等提前设定，以便于后期配模、配架。

3.杆件材料与标高设置：将计划施工的杆件材料设置成对应的国标钢管，然后将对应楼层标高分别设置成3.5米，2.9米，3.1米。

4.施工安全参数设置：对墙、柱、梁、板等进行支撑体系设置。如柱箍个数，梁底支撑小梁根数、对拉螺栓规格、荷载传递方式、风荷载标准值、混凝土初凝时间、入模高度等。该页面涉及施工安全参数，所有的信息必须手动设置成本项目的。

5.图纸导入：在软件页面左上角单击CAD转化→调入CAD文件。在导入CAD图纸后，将上下层图纸文件对应至同一位置。使用偏移命令，统一将坐标移至原点（0,0,0）。

6.构件转化：选择工作栏，分别点击基础、柱、梁、板转化。转化过程中，注意识别符设置、标注层提取、边线层提取，转化范围设定，以及无标注构件转化设置。完成后，点击转化。

7.配模、配架：选择工作栏，先进行施工段布置，然后在进行配模配架，可以针对配模、配架模型，生成相应平面、立面、剖面图。

8.BIM应用成果

（1）预拼模优化处理：对三层结构模板生成排布模型，通过点选、放大、缩小可以直观查看到细部节点位置模板预拼装大样图及相应模板加工尺寸。

（2）模板下料、切割方式：设置模板切割允许误差范围、模板最小边尺寸、模板配置计划，梁模板切割方式优先选用竖向切割以减少拼缝数量，避免漏浆。同时为保证成型质量，在模板拼缝处粘贴海绵条，以及用木方次龙骨对拼缝进行固定，封堵。

（3）模板配模图生成：根据结构配模模型生成配模CAD图纸，针对各位置模板尺寸均有注明。按照固定模板编号，可以有效实现边、角模板在同一套图纸的楼座间周转。

（4）模板切割列表生成：根据配模CAD图纸，生成各位置模板加工尺寸表，明确标注模板的块数、总面积、有效利用面积、废料面积及损耗率。

（5）材料管控应用：利用BIM技术对模板施工进行管理，可快速计算出模板工程中模板、钢管、紧固件的数量，并制定相应的材料采购计划，减少浪费，节约成本。合理安排现场施工与订货环节的衔接。

复杂坡屋面配模图                         三维结构模型

四、效果验证

（1）质量效果验证：利用BIM技术辅助复杂屋面模板排布，可以有效控制模板工程中的拼缝问题，大大提高混凝土的成型质量。

（2）经济效益：按照软件生成的模板清单采购，按照配模图施工，大大提高了模板的利用率和现场施工效率。在具体施工中，根据施工进度表，用模板，钢管和紧固件计算和控制总量。这种方式不仅保证了进入现场的物料量满足施工要求，而且减少了现场的积压物料，大大提高了物料周转率和资金周转效率。

（3）社会效益：本次利用BIM技术对复杂屋面进行模板预拼装优化处理，提高了屋面部位混凝土的施工质量，给工人施工带来极大的方便，为后期装修减少不必要的剔凿，基本实现了模板的集中加工控制，降低现场模板随意割据，进而使得项目的绿色施工水平大幅度的提升。给业主带来视觉感官改变，为周围项目树立了学习典范，甚至引来市领导的参观调研，无形中创造社会效益！

五、结语

BIM模架设计软件的应用，基本上实现了模板的批量化集中生产加工的目的，大幅度的提升了周转架料的周转效率，降低了材料现场的切割以及浪费情况。BIM应用到复杂屋面模板工程中，可大幅度提升项目的精细化管理水平，对于绿色施工意义重大。

参考文献

[1]孔祥利.BIM技术在屋面施工当中的应用.《中国房地产业》，2017年第20期

[2]陈岱林, 谭喜峰. 基于BIM技术的YJK结构设计软件在绿色建筑优化设计中的应用[C]// 全国勘察设计行业科技创新大会. 2014.