基于BIM技术的装配式建筑支吊架系统安装技术研究

摘要：针对传统支吊架系统安装方法缺乏科学的设计依据，研究基于BIM技术对装配式建筑支架系统安装技术进行优化。研究的主旨为通过建立BIM模型实现对装配式建筑支架系统安装技术的整体布局和细节构造。经实验可知，当安装数量为13次时，研究技术的人力成本为38人。得出，BIM技术可以减少安装成本，提升施工效果和经济收益。

关键词：BIM装配式建筑支吊架人力成本

中图分类号：TU85文献标识码：A

ResearchontheInstallationTechnologyoftheSupport-HangerSystemofPrefabricatedBuildingsBasedonBIMTechnology

WEIJiao

SchoolofArchitectureandCivilEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming，YunnanProvince，651700China

Abstract：Inviewofthelackofthescientific ;designbasisfortheinstallationmethodofthetraditionalsupport-hangersystem，thisstudyoptimizestheinstallationtechnologyofthesupportsystemofprefabricatedbuildingsbasedonBIMtechnology.ThepurposeofthisstudyistorealizetheoveralllayoutanddetailedconstructionoftheinstallationtechnologyofthesupportsystemofprefabricatedbuildingsbyestablishingaBIMmodel.Theexperimentshowsthatthelaborcostofstudyingthistechnologyis38personswhenthenumberofinstallationis13times，soitcanbeseenthatBIMtechnologycanreduceinstallationcostsandimproveconstructioneffectsandeconomicbenefits.

KeyWords：BIM;Prefabricatedbuilding;Supportsandhangers;Laborcost

随着建筑业的快速发展，装配式建筑逐渐成为主流[1]。这种建筑方式能够提高施工效率，降低成本，减少环境污染，符合绿色建筑和可持续发展的理念[2-3]。在装配式建筑中BIM技术可以通过建立三维模型，实现建筑信息的集成化和数字化管理[4-5]。因此研究在装配式建筑支吊架系统中通过引入BIM技术对其安装方法进行优化，通过理论分析确定支吊架系统安装的关键因素和优化目标。此次研究的创新点在于将BIM技术应用于装配式建筑的支吊架系统安装中，通过理论分析和实验验证相结合的方法，并利用BIM技术的模拟施工功能，优化施工方案和资源安排。此次研究不仅有助于提高装配式建筑支吊架系统安装的效率和质量，而且对于推动BIM技术在建筑业的应用和发展也具有重要意义。

1基于BIM技术的支吊架系统的施工模拟

1.1BIM技术在支吊架系统中的协同设计

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件，如楼板、墙板、楼梯、阳台等，运输到建筑施工现场，并通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。这种建筑方式主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，是现代工业化生产方式的代表。其特点包括大量的建筑部品由车间生产加工完成，如外墙板、内墙板、叠合板、阳台、空调板、楼梯、预制梁、预制柱等。

随着现代建筑工业化的推进，装配式建筑因其高效、环保、节能等特点而受到广泛关注[6]。其中支吊架系统是建筑机电工程设施中重要的组成部分，主要用于承担各配件及其介质重量、约束和限制建筑部件不合理位移以及控制部件振动等功能，对建筑设施的安全运行具有极其重要的作用。BIM技术作为一种数字化工具，用于表示建筑、基础设施和设备的物理和功能特性。BIM技术通过创建三维模型，可以实现项目各阶段的信息共享和协同工作，以此提高设计、施工和运维的效率和准确性。因此，研究采用BIM技术将其应用于支吊架系统的协同设计中。首先，使用BIM软件建立支吊架系统的三维模型，并添加支吊架部件、连接件、管道、设备等信息。支吊架主要可分为门式支吊架、根部支吊架、附件支吊架、抗震支吊架、承重支吊架等。它在各施工环节起着重要的作用，主要用于建筑给水排水、消防、供暖、通风、空调、燃气、热力、电力、通讯等机电工程设施，在运行中产生热位移及其设备装置上。其次，确定机电管线空间排布方案，建立包含给排水、暖通、电气等机电管线的三维模型。为保证安装的质量和连接性，在研究中使用膨胀螺栓、连接螺母螺栓作为装配式支吊架配件材料。再次，将机电管线BIM模型构件与综合支吊架初步设计模型连接整合并进行碰撞检测，以此优化支吊架系统的设计方案，提高其性能和可靠性。紧接着根据受力计算书数据进行三维综合支吊架初步设计方案修改。完成上述步骤后，需要输出综合支吊架设计计算书，包括各种参数、数据和评估结果等，并将三维模型图导出为二维施工图及输出BIM模型文件进行可视化设计技术交底。最后，根据施工方的要求在工厂对支吊架的装配进行统一组装后再将其运送到施工现场，以缩短现场装配时间，提高施工的进度。

1.2支吊架系统的安装技术与操作流程

传统的支吊架系统安装方法存在一些安全隐患和不确定性，难以保证系统的安全性和可靠性。而基于BIM技术的支吊架系统安装技术可以通过精确的模型建立、模拟和分析，提前发现和解决潜在的安全隐患和问题，提高系统的安全性和可靠性。图1为装配式建筑管线支吊架制造流程。

图1中，首先，对原料进行采购，为制造支吊架提供所需的原材料。其次，进行剪加工技术，根据设计图纸和生产要求，使用剪切机床对原料进行切割和剪切，以获得所需的形状和尺寸。再次，模压成型，利用模具对经过剪切的原料进行塑形，使其形成支吊架的各个部件。在进行焊接和力学性能测试后对支吊架的外观、尺寸和力学性能进行检验，确保其符合质量标准。最后，对支吊架进行表面处理，如喷涂、电镀等，以提高其耐腐蚀性和美观度。在支吊架出厂前，进行最后的检验，确保其符合所有质量要求。根据设计要求和施工图纸，将支吊架与管线和其他附件进行装配，形成完整的支吊架系统。完成所有生产和装配流程后，支吊架系统即可出厂，交付给客户进行安装和使用。

基于BIM技术的支吊架系统的操作流程包括以下几个步骤。首先，在遵循相关设计标准规范的基础上，利用BIM技术对个专业管线进行布置，确定初步的方案。其次，根据现场实际情况对初步方案进行优化调整，并对方案的可行性进行评估。再次，对支吊架之间的间距和尺寸进行计算和设计，在确定方案后，准备支吊架材料和大样图制作。最后，通过单点布置的形式对支吊架进行现场安装，在安装完成后进行查验，保证支吊架安装的质量。综上可知，在支吊架系统中应用BIM技术进行协同设计可以提高工作效率、优化设计方案、提高系统性能和可靠性等。

2基于BIM技术的支吊架系统安装实例分析

为验证研究的基于BIM技术的支吊架系统安装技术的优越性，研究从安装的人力成本和安装的效率出发分析研究技术的可行性和优越性。研究实例工程选取位于某工业园区的项目工程，该工程的建筑总面积为52012m2，地上15层，地下1层，建筑耐火级别为一级。在实验中，首先进行人力成本的比较，将研究技术与传统的支吊架系统安装技术与激光扫描技术进行对比分析，分析结果如图2所示。

图2中传统的支吊架系统安装技术和激光扫描技术随着安装数量的增加，人力成本显著增加。而基于研究技术的安装人力成本随着安装数量的增加，人力成本上升幅度较缓。当安装数量为13次时，研究技术的人力成本为38人，少于传统的支吊架系统安装技术的81人和激光扫描技术的75人。因此，在给定的条件下，基于BIM技术的支吊架系统是值得考虑和推荐的选择。

3结论

传统的支吊架系统安装方法难以实现预制加工和标准化生产，因此，研究基于BIM技术对传统的支吊架系统安装方法进行改进，根据BIM模型和施工图纸，进行支吊架系统的预制加工。经实验分析，结果可知随着安装数量的增加，3种技术下的安装人力成本均呈上升趋势。而基于研究技术的安装人力成本随着安装数量的增加，人力成本上升幅度较缓。当安装数量为13次时，研究技术的人力成本为38人。综上可知，BIM技术具有低人力成本的优势。此次研究的不足之处在于未从材料成本和安装熟练度与其他技术进行比较，后续可加强这一方面的分析。

参考文献

[1]杨杨，凌宏杰，刘金涛，等.不同缺陷对装配式建筑钢筋灌浆套筒连接性能的影响[J].材料导报，2023，37（2）：84-90.

[2]鹿乘，洪文霞，李涵，等.基于云模型的装配式建筑成本风险评价研究[J].混凝土，2023（7）：145-150.

[3]郑杰珂.BIM5D技术在装配式建筑工程中的应用：评《装配式建筑BIM工程管理》[J].中国油脂，2023，48（8）：42-45.

[4]张勇，陈瑜，朱晓红，等.BIM技术在Venlo温室设计中的应用分析[J].农业工程学报，2021，37（20）：256-265.

[5]李频，周旋，付平，等.基于BIM技术的复杂曲面桥塔三维造型设计[J].桥梁建设，2023，53（4）：123-130.

[6]FANGX，ZENGY，XIONGF，etal.Areviewofpreviousstudiesondamleakagebasedondistributedopticalfiberthermalmonitoringtechnology[J].SensorReview，2021，41（4）：350-360.