建筑信息模型的房建施工木模板计算及管理研究获奖科研报告

建筑信息模型的房建施工木模板计算及管理研究获奖科研报告摘要：房建企业间日益激烈的竞争造成房建企业利润率普遍下滑，建筑行业是一种需要消耗大量自然资源与能源的行业，为了资源与环境的可持续发展利用，推动绿色建筑和绿色施工已成为世界各国的共识，绿色施工已成为建筑业主要的发展方向。绿色施工要求在保证工程质量、安全等基本前提下，尽可能地节约资源减少浪费。本文分析了建筑信息模型的房建施工木模版计算及管理方法。

关键词：建筑信息模型;房建施工木模版;管理方法

近年来，建筑信息模型（BIM）的发展和应用引起了工程建设业界的广泛关注。各方一致的观点是其引领建筑信息化未来的发展方向，必将引起整个建筑业及相关行业革命性的变化。但是，如果对林林总总的研究成果、应用案例等进行深入的分析，却不难发现其中存在着一个基础性的问题。

1、概念综述

建筑信息模型的概念是伴随着信息技术在建筑业的深入运用而产生和发展的，由于其历经的时间较长，且概念的提出者往往又从多个方面来理解与之相关的问题，对建筑信息模型有着多种不同的定义，汇总分析一些较为权威的关于建筑信息模型的定义有：一是建筑信息模型是出于可视化、工程分析、冲突分析、规范标准检查、成本分析、竣工验收、预算及其他多种目的而建立一个设施电子化模型的行动。二是一種与数据库相联系基于模型的项目信息技术，BIM作为一个动词或形容词用来描述关于工具、过程和技术，其通过数字化的、机器可读的文档对一个建筑物的性能、规划及其运营维护来实现。因此，BIM用来描述一种活动，而不是一个对象，为了描述建模活动的结果，我们使用建筑信息模型或建筑模型。三是建筑信息模型是开发和使用一个多方面的计算机软件数据模型，该模型不止用来存储新建或改扩建项目的设计文档，还可以用来对其的建设和运营进行模拟。由此产生的建筑信息模型是一个数据丰富，对象化，智能化和参数化的设施数字表现，来自不同用户的适当的需要，可以提取和分析，以产生反馈并对设施的设计进行改进。为了项目的设计、建造和运营等需要而创建和使用数字化模型的过程。在其中包含了涉及整个建设工程生命周期的信息，技术论即建筑信息模型是一种实现建设工程信息管理的技术或者方法;过程论，即建筑信息模型是一种信息管理的过程。

2、建筑信息模型的房建施工木模版计算

2.1模板施工方案

从一个施工组中选取一个施工面使用（不同的建筑构件要求模板排列的方向不同，为了讨论的方便，不失一般性地假设模板均横向排列）的格网对墙面进行划分。在不考虑孔洞的情况下，每一个格网是一个模板的位置，在确定模板的位置后，可以进行拆分和裁剪运算，得出初步的模板装配方案。一个洞中时，直接删除该模板，初步的模板布设方案中，有些模板的布设不符合施工要求（施工时要求尽量使用整块模板，需要裁剪的模板尽可能地布设到边角，并且要求需要裁剪的模板尽可能地在一块规则模板内），因此需要对模板的初步布设方案进行调整，使方案更符合施工和模板加工的要求。不同构件的模板按照施工工艺和现场条件的不同，可能有不同的施工顺序，以由左至右为例调整模板。若模板的宽度小于整板的宽度，判断是否存在，按照如下方式进行操作。一是将获得两个模板的并集。

二是判断并集的宽度，若并集的宽度小于整板的宽度，则直接合并;若并集的宽度大于整板的宽度，则将并集和规则模板求交，将获得的交集作为当前的模板获取差集，差集中所有的多边形都添加到待处理多边形中，按照上述方式依次进行左右方向的判断，直到最右侧最后一块多边形判断完成，由下至上方向的模板调整需要判断两块模板上、下方向是否存在公共区域，其余计算方法和左、右方向一致。

2.2模板排布

传统的方法只能进行局部验证，不能模拟整个顶面模板的拼接，且传统的方法很难发现模板拼接中的问题，为控制风险，保证模板拼接精度，项目部采用对整个平面及立面模板排布进行实体模拟。根据结构顶部模型以及木模板模数，建立模板族，并使模板的各边尺寸能在位编辑，然后将模板族载入到项目模型中。平面图将模板族按拼接顺序进行贴合，确定结构的中心点，将每块模板族从交点依次向外侧排布，模板拼接仍保证上下、左右对称，直至拼接完所有部分，立面排布保证方柱及悬挑梁模板缝统一，悬挑梁模板拼接缝上下与方柱对齐。

2.3模板编号

模板施工图给出每一个模板在施工面的具体位置，而模板的具体尺寸和加工方法在模板加工图纸中，因此需要一个唯一的编号使施工图上的模板和加工图纸中的模板相对应;同时，施工图上的模板可能是通过加工旧模板（包括旧的规则模板和不规则模板）得到的，因此要求能够通过这个标号快速地检索出模板的加工过程。当模板计算完成后，为了模板施工图纸和加工图纸的清晰美观，同时为了方便在施工时对模板进行管理，使用“组号_编号”（编号按照施工顺序由小到大进行排列）这种更加简洁的编号形式对树形编号进行映射，最终生成的模板加工图纸和模板施工图纸中，外包围矩形为规则模板，带编号的多边形为要加工的模板，图中给出每一块模板的加工尺寸和编号;每一个带编号的多边形为一个模板，编号和加工图纸中的编号对应，在施工时首先根据加工图纸集中加工模板，然后根据施工图纸进行施工。

3、模板管理

施工企业当前使用的模板管理流程使用计算模板的用量，计算的模板用量与实际的施工用量差别较大;同时，在施工时采用边加工边施工的方式，在加工和施工的过程中缺少监管，会造成模板材料的浪费，增加施工成本。根据提出的模板计算方法，提出新的模板管理模型，在新的管理模型中，首先计算每一组的模板用量报表、施工图纸和加工图纸，施工企业根据生成的用量报表采购模板材料;然后根据加工图纸集中加工施工每一个施工组所需的模板，在分发环节根据每一组的用量报表和施工图纸分发模板材料，在施工时根据施工图纸指导工人按照图纸施工;同时，引入奖惩机制，在施工完成后根据用量报表和施工图纸统计每一组的损耗率，若小于允许的损耗率，则对施工组进行奖励，否则需要赔偿。与施工企业原来的管理流程相比，新的管理模型按照施工组计算模板的用量更符合施工实际;同时，按组集中辅助材料能够减少模板的浪费，并且在材料分发和施工过程中加强了监管，同时引入了奖惩机制，有助于施工企业实现模板材料的精细化管理。图纸中的注释符号不仅仅是实体的抽象代号或孤立的注释，还包括了这些实体进一步深化所需要的所有参数化信息;设计人员进行的图纸注释即为参数化设计过程，设计师可以通过提取交换和分析数值