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基于BIM+VR技术的施工质量教育系统

作者:刘著群,曹峰,张珍来源:《城市住宅》日期:2021-02-04人气:816

1  BIM+VR技术

建筑工程管理长期面临着工期紧张、工程复杂、协作困难等问题,应用BIM技术进行项目管理有助于协助各施工部门沟通、加强质量、成本、安全管理,从而降低工程复杂度,缩短工期,加速资金周转。而VR(虚拟现实)技术是仿真技术的一个重要方向,主要具有多感知性、存在感、交互性、自主性等特点,通过VR头盔及操作杆将体验者的视觉系统和运动感知系统联系起来,体验效果更加逼真。利用VR沉浸式体验,可加强具象性及交互功能,大大提升BIM应用效果。在BIM三维模型基础上,加强了可视性和具象性,通过构建虚拟展示,为使用者提供交互性设计和可视化印象。因此,在施工应用领域推广BIM+VR技术,能给人一种生动的感观体验。

2  施工质量样板

目前建筑工地质量样板展示区一般有主体结构样板、砌体抹灰样板、楼梯样板、厨卫样板、给排水样板、屋面样板、电器预埋样板、砌体样板、钢筋样板、剪力墙样板等样板展示区等。样板的质量会因工人技术水平和管理水平的高低而不同,并且样板虽然具有吊运便捷,转场方便,可重复使用的特点,但实际上由于规模较大,不够轻便快捷。

3  BIM+VR的施工质量教育体系

BIM+VR集两者之优势,同时解决各自痛点,加速推进建筑行业转型。系统化BIM平台将建筑过程信息化、三维化,同时加强项目管理能力。VR在BIM的三维模型基础上,加强了可视性和具象性。因此,目前建筑行业的主要应用是项目观摩展示,当工程高处等危险施工场景不便于项目观摩时,可通过VR提供替代性方案,同时可通过增强式VR体验,达到现场实地观摩所达不到的直观效果。

但是除了基本的观摩展示,VR同样具有替代性的工程教育意义。针对复杂施工艺和施工流程,建立实体的观摩区往往成本较高,占用空间。而在VR虚拟场景中进行复杂施工场景的模拟,便可轻易解决以上痛点问题,具有替代性效果。工人可以戴上头盔,在虚拟场景中,学习工程施工工艺,把握质量控制要点,既而按照指定的流程来进行复杂施工的模拟训练以及成绩考核。

文章提出建立BIM+VR的施工质量教育体系,根据项目特点确定施工质量样板,进行各质量样板使用功能方案策划,利用实际参数建立模块化BIM模型,导入UE4引擎,完成策划中各功能的设置,将获取的施工流程信息通过数据信息模型绑定到VR中,最终在施工现场应用。BIM+VR的施工质量教育体系能快速提高施工人员施工技术、强化技能的有效途径,也是统一标准、推广新工艺标准的捷径,最终达到提升施工质量的目的,如图1所示。

图1 BIM+VR的施工质量教育体系

4  应用实例

采用耒阳市纸都实验学校做为应用案例,本项目位于耒阳市京港新城北侧,北临经纬一路,东临顺二北路,西邻规划路,南面靠近城北路。由小学部教学楼、体育馆、初中部教学楼、综合楼、科技楼、食堂、男女学生、教师公寓共10栋建筑组成,其中男女生、教师公寓与食堂为框架剪力墙结构,其余建筑均为框架结构。项目整体,如图2所示。

图2 项目整体

4.1  施工质量样板策划

根据项目特点,选定施工质量样板,制定策划方案确定施工流程序以及质量控制要点,各样板包括砌体样板、抹灰样板、钢筋支模架样板、外架脚手架模型、公共卫生间精装样板、屋面样板等等。

4.2  模块化BIM模型

根据策划方案,获取模型参数,利用实际参数建立BIM模型,部分BIM模型,如图3所示。

砌体样板 钢筋支模架样板

公共卫生间精装样板 屋面样板

图3模块化BIM模型

4.3  VR功能实现

以砌体样板为例,将BIM模型转化为VR可读取模式导入VR引擎,完成功能的设置、施工流程绑定、数据信息绑定,如图4所示。

图4 VR功能设置

4.4  样板展示

项目砌体样板主要展示的工艺流程包括:放线定位、导墙建筑、墙体植筋、构造柱钢筋、砌体砌筑、构造柱支模、构造柱混凝土浇筑等。其中主要质量控制要点,在向用户展示的时进行了讲解,如墙体植筋要求沿墙高50cm设置2根φ6水平拉结筋,每边深入墙内不应小于1m且不小于1/5墙长;马牙槎要求自底向上,先退后进,并沿墙高每隔500mm,设2根φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m;如图5所示,构造柱支模采用对拉螺杆加固支模体系,螺杆水平间距不大于600mm,竖向间距不大于400mm。为保证砼浇筑密实,将一侧模板的顶端做成漏斗状,如图6所示。

图5 墙体植筋

图6 构造柱支模型

5  结语

综上所述,本文提出建立BIM+VR施工质量教育系统,有效解决了使用实体样板占用场地用地的问题,也克服了实体样板周转不便、成本高的特点;同时该系统还可满足项目不断深入需求变化的要求。最终实现施工质量教育的目的,助推工程质量水平提升。


本文来源:《城市住宅》:https://www.zzqklm.com/w/kj/12544.html

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