基于BIM的模板工程优化设计及施工管理研究

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模板工程是建筑工程施工过程中重要的组成部分。模板工程目前存在设计阶段采用人工配模效率低、由于设计方案得不到优化致使成本增加和材料管理混乱等问题。本文基于模板工程存在的问题,提出将BIM(Building Information Modeling)技术应用于模板工程进行辅助设计和管理。本文研究的目的是对模板工程进行优化设计和利用精细化管理方法控制成本。本文提出了一个基于BIM技术的模板工程方案确定过程和管理方法,从以下三方面进行研究:(1)基于智能算法的优化配模方法。本文分别提出了改进UV网格算法和改进遗传算法两种优化配模的算法。改进UV网格算法以优先标准板布置为原则,具有速度快、配置整齐等优点。本文对比前人研究,将模板配模比作排样问题,提出改进遗传优化配模算法,该算法分别对排样方法、编码形式、交叉方式、交叉概率、变异概率、保留政策做出改进,该算法不仅考虑优先布置标准板,还考虑了模板切割时的利用率。通过比较本文提出的两种算法配模结果与模板设计软件配模结果进行对比,本文提出的算法在配模速度和配模的材料用量方面优于设计软件。(2)基于BIM技术的模板工程优化。首先本文改进完善了定额消耗量计算公式,并与BIM技术结合,提出适用于实际工程的模板方案成本公式。然后通过BIM设计软件和智能优化配模方法进行方案设计。设计时根据材料类型、尺寸和支撑类型进行组合,快速生成多种方案,再利用模块化计算快速计算成本,最终使用层次分析法量化评价标准,对模板方案进行评价。(3)基于模板材料管理库和模板定额库进行精细化管理。建筑工程中模板材料具有体量大、种类多等特点,如果进行粗放式管理成本将会大大提高。本文通过数据库编制了模板管理库,通过记录和分析模板使用情况实时反映模板资源状况。模板定额库中不仅包含国家和地方的模板定额子目,还编制了可以实现动态调整的企业定额模板。本文在设计方面提出两种改进算法实现模板智能优化配模,应用BIM技术对模板工程方案进行优化设计。在施工管理方面分别编制材料管理库和定额库对材料和成本进行把控,从而提升管理的精细化程度。
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