BIM技术在模板设计中的应用研究

BIM技术在模板设计中的应用研究

赵永生

中航天建设工程有限公司北京市100071

摘要：模板工程是工程项目项目施工过程中重要分项工程，有工程量大、造价高、技术含量高、危险性大等特点，传统模板设计方式采用2D设计模式，一般仅采用cad绘制2D平面模型，存在速度慢、费时费力、计算不精确、交底不形象、出图样式单一，图形需逐个绘制等不足，且不能精确统计材料用量等不足，BIM技术依靠计算机强大的计算统计功能，采用专业模板设计软件，3D化设计，不但解决了2D设计的不足，更提高了设计效率和出图效果，增强了交底的可视性、直观性、协同性，收到良好的社会效益和经济效益。

关键词：模板设计；BIM技术；应用

1、BIM技术简介及模板工程设计现状

BIM（建筑信息化模型）技术是近几年建筑业兴起的一项新技术，是国家“十三五”期间重点推广应用的一项新技术。BIM技术以其3D可视化、虚拟性、协同性等特点，在项目策划、设计、施工、运维各阶段，项目全寿命周期内均可应用，通过BIM技术应用，有利于项目在建设工期、成本、质量、安全等方面的控制与管理，可收到良好的经济、社会效益。

模板工程是项目重要分项工程，现阶段模板工程（木模、钢模）深化设计，以传统CAD画图为基础，所有构件仅能显示平面二维图型，不形象直观；模板配板需人工计算配板，模板支架排布需人工逐根排布，不仅工作量大，且不易统计各种规格构件数量；模板支架计算需人工计算，公式繁琐复杂，容易出错；不同方案比选，需反复计算，费时费力，效率较低；模板方案交底以二维图为主，不形象、不直观，影响交底效果；物资需求数量多为估计值，不精确；细部节点出图需手工绘图，繁琐费时。

BIM技术依靠强大的计算统计功能，较容易解决以上问题，收到良好的社会效益和经济效益。

针对模板设计工程，广联达公司以CAD为基础，二次开发的《BIM模板脚手架设计软件》贴合规范要求，使用方便，项目应用效果良好。

2、BIM技术在模板工程应用流程

1.建模2.模型导入软件3.设置模板工程各项参数4.模板配置5.验证计算6.统计工程量7.生成模板施工图8.交底并组织实施

3、BIM技术在模板工程应用

3.1建模

建模可以用广联达钢筋软件（亦可直接采用广联达钢筋算量模型）或采用模架软件自身携带的建模工具。模型内包括建筑墙、梁、板、柱等构件尺寸、标高、位置等详细信息。建模方法不再详述。

3.2模型导入模架软件

打开模架软件，新建一个项目，导入模型（也可以利用软件自带建模工具建模），如下图：

3.3设置模板各项参数

这是模板工程设计的核心内容，常见模板工程构件类型有：墙、梁、板、柱，

各项参数设置如下：

3.3.1墙、梁、板、柱模板体系参数设置

体系参数设置重点内容包括模板面板选择、主楞、次楞选择、支撑体系类型选择、荷载值确定、对拉螺栓等基本要素。各项参数可根据经验值设置。以墙体模板为例。

墙参数主要包括：

支撑体系：主楞悬挑长度、次楞悬挑长度、结构表面要求；

面板：面板类型、面板规格、面板E、面板fm.

次楞：次楞类型、次楞高、次楞宽、次楞材料种类、次楞E、次楞fv、次楞fm

主楞：主楞类型、主楞规格、主楞合并根数、对拉螺栓规格、荷载参数。

荷载参数：计算规范、混凝土重力密度、混凝土浇筑速度、混凝土初凝时间、混凝土外加剂修正参数、混凝土坍落度影响修正参数、混凝土浇筑方式、混凝土振捣水平荷载、混凝土倾倒水平荷载。

梁、板、柱参数详见工程设计软件。

3.3.2墙、梁、板、柱模板布置参数设置

布置参数设置包括手动布置模式和智能布置模式两种模式，布置参数主要有：模板种类、主次楞方向、数量、对拉螺栓间距、起步螺栓（主次楞）位置、剪刀撑设置、斜撑设置等。

手动布置参数设置针对同一类相同（如尺寸相同的柱、梁等）构件，智能布置参数设置针对同类构件（如：墙、梁、板等）。

手动布置参数设置如下（以墙参数为例）：

主要参数包括：模板类型、次楞布置方向、次楞间距、对拉螺栓横向间距、主楞间距、最下面主楞距地面距离、是否布置斜撑。

梁、板、柱参数详见工程设计软件。

智能布置参数设置：智能布置参数设置主要设置各类参数的上下限值，在某确定的范围内确定。同时选定某一特定值为默认值。（以墙为例）

墙参数分为：默认参数、反算约束参数和布置参数三种情况，主要参数内容如下：

默认参数：模板类型、次楞布置方向、最下面主楞距墙底距离、是否布置斜撑。

反算约束参数：墙模次楞间距范围（下限）、墙模次楞间距范围（上限）、墙模板对拉螺栓横向间距范围（下限）、墙模板对拉螺栓横向间距范围（上限）、墙模板对拉螺栓竖向间距范围（下限）、墙模板对拉螺栓竖向间距范围（上限）、反算值小于下限范围是是否去反算值。

布置参数：参手动布置参数值。

其它项参数详见工程设计软件。

3.4模板配置

模板配置有手动配置和智能配置两种模式，两种模式分别对应手动配置参数和智能布置参数。两种模式均可以对各类构件单独配置、选几类构件进行配置或整层配置。

3.5模板配置验算

对已按模板参数配模的构件（墙、梁、板、柱等）进行安全计算，并生成计算书，检查是否安全，如不符合要求应修改参数，直至符合要求为止。

计算书自动生成，计算项目符合规范要求，计算公式选用准确，计算速度快，不会丢项，便于修重新计算。

3.6统计工程量

经计算符合要求后，统计模板工程所需物资。

主要物资包括：各规格立杆、水平杆、斜撑、可调底托、垫板、扣件、主楞、次楞、面板、脚手板、对拉螺栓、槽钢主楞、钢管支撑体系钢管等模型中所包含所有构件，均以材料表的方式统计。数据规格、型号、数量准确、统计迅速省时省力。

模板物资是工程一项重要内容，由软件统计的物资需求较人工统计物资准确，结合项目限额领料，最大限度节约材料。

3.7出施工图

施工图以cad格式出图或以图片方式出交底。

3.8交底

用软件三维交底直观、易懂。

4、BIM技术应用前景

BIM技术是国家十三五期间重点推广的技术之一，目前尚处于起步阶段，积极推广BIM技术应用不但可以解决一些用传统手段很难解决的问题（如快速统计工程量、不同方案比选），而且可以节省劳动力，提高劳动效率，降低成本，提高生产科技水平，提升企业影响力、竞争力，有非常广阔的应用前景。

参考文献：

[1]北京市《民用建筑信息模型设计标准》DB11/T1069-2014.

[2]上海市《上海市建筑信息模型技术应用指南》（2015版）.

[3]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）.

[4]《建筑施工临时支撑结构技术规范》（JGJ300-2013）.

[5]《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规范》（JGJ231-2010）.