基于BIM的模板工程优化设计及施工管理研究

基于BIM的模板工程优化设计及施工管理研究

纪小慧

321283198510080826

摘要：本研究针对技术资料准备不完整、施工荷载设计不充分、模板材料质量低等问题，引入BIM技术提供全面的建筑信息模型支持。本研究主要关注优化模板设计，采取合理的尺寸和材料选择，并优化布置和支撑结构，以提高施工效率和降低材料浪费。通过本研究的探索和实践，为模板工程领域的发展和建筑行业的创新提供了新思路和方法，推动建筑行业向数字化、智能化方向迈进，实现更可持续的发展。

关键词：BIM；模板工程；施工管理

一、引言

模板工程作为建筑施工过程中不可或缺的一环，对于确保建筑结构的稳定性和质量至关重要。然而，目前模板工程存在技术资料准备不够完整、施工荷载设计不够完善以及模板材料质量不过关等问题，其中所存在的不足对于项目施工的过程和项目的品质的管理有着很大的影响。因此，本研究旨在借助BIM技术，通过优化设计和精细化施工管理方法，寻求解决模板工程存在的问题，进一步提升工程质量，降低成本。

二、利用 BIM技术进行模板方案的优选

（一）利用 BIM进行设计的优点

1.在设计过程中的模板图样问题

在进行模板的最优方案设计时，其核心理念是，既要保证建筑的安全，以最大限度地节约物料，减少费用。

在设计模板的过程中，主要出现了以下两个问题：

（1）模板的排列方式。增加支模面积会增加施工的复杂性和难度，这将会影响到节约材料的配模方案[1]。

（2）支撑布置方面。模板的设计需将面板考虑在内、副、主面层的弯曲强度、剪切强度和变形，并且需要考虑立杆的承载能力和地基的承载能力等因素。

2.使用BIM 技术设计优势主要包括：

（1）结构协调性：BIM技术可以将建筑结构的各个部分进行数字化建模，并通过协调检查功能，及时发现并解决不同部分之间的冲突和碰撞问题，提高结构的协调性和质量。

（2）可视化效果：通过BIM软件，设计师可以以三维虚拟形式展示建筑设计，包括建筑外观、内部布局、空间组织等，使设计意图更直观地呈现给相关人员，减少误解和沟通障碍。

（3）冲突探测： BIM技术的冲突探测能够在初期就发现可能存在的设计缺陷，比如管道与结构冲突、设备与管道碰撞等，避免在施工阶段产生额外的修补成本和延迟。

（4）工艺可行性分析：BIM可以对设计进行工艺可行性分析，确定施工顺序和方法，减少后期施工过程中的调整和改动。

（5）数字化标注和计量：通过BIM技术，设计师可以将标准和规范信息嵌入到建模中，实现自动化标注和计量，提高效率和准确性。

（6）数据共享和协同工作：BIM可以实现多人协同设计，不同专业之间可以同时进行设计，并及时共享设计数据，提高设计效率和减少冲突。

（二）常用BIM 模板设计软件概述

目前国内最常见的有 AR系列的模板设计软件、广联达公司 建筑信息系统模板脚手架设计软件、BIM模块化设计软件，该软件能完成飞机模型的布局显示、抽取材料的数量，并导出模板的图纸。文章主要以应用运行、实现功能、材料参数等这三个方面进行分析[2]。

1.软件操作：

广联达BIM模板脚手架设计软件和品茗BIM模板工程设计，该软件为用户提供了一个友好的操作接口，让用户可以更容易地开始和有效地使用该软件。使用者可以利用该软件来选择合适的样板型别。用户可以通过软件选择相应的模板类型和搭设方式，根据需求进行参数输入和调整，快速生成三维模板布置模型。

2.实现功能：

基于BIM的模板工程优化设计能够全面考虑模板结构的安全性和稳定性，根据主体结构特征提供多种匹配方法，确保模板的合理搭设。这些软件可进行结构安全计算和风险提醒，以帮助用户识别潜在的问题和风险，并提供相应的建议和措施。用户可以通过自动或手动建模的方式，在软件中快速生成模型，并进行模拟、分析和评估，以优化模板设计方案。

3.材料参数：

广联达BIM模板脚手架设计软件支持大模板、胶大模板和塑料模板的搭设。用户可以根据具体情况选择合适的材料进行模板安装。品茗BIM模板工程设计软件中常用的面板材料包括木模板和胶合木模板。用户可以根据项目要求选择合适的材料，并在软件中设置相应的参数，以满足工程的需求。

四、BIM在模架项目建设中的应用

（一）浅谈模板资料库建设中的几个问题

1.材料堆放场地受限。施工场地限制导致材料堆放有限，难以一次性购买齐全某种材料。机械、模板需分开存放，空间紧张。

2.材料保存。大量购买材料受天气等影响，可能导致锈蚀、变形，产生安全问题和经济损失。

3.材料领用混乱。

（二）模板物料库的组织架构

模板物料管理系统在很大程度上通过采购来进行管理、仓储经营、规划、品牌目录与组织结构六大部分构成。

1.采办工作

求购单据可以与计划进行对比，支持线上或现场申请，并保存相关证明文件。管理库可以支持签单申请并以图片形式存储，同时可以查询历史记录以核查数据。询价比价用于确定采购材料的品牌和价格。验货入库用于记录物品数量和进行质量检验。合同管理模块用于保留相关图像资料。支付进度管理模块可用于查看已支付和未支付款项的情况。

2.仓库管理

仓库管理模块由三部分组成进出管理部门负责分析材料的输入和输出信息，安全部门负责计算实际的储存量与规划的出入口量相比较，以确定是否需要预先购买。简单来说，安全考量模块可以帮助确定是否需要额外的材料来满足需求。

3.计划管理

计划管理首先反映在使用设备表时，表中的设备量由BIM规划软件计算，并根据建造阶段或旋转次数确定表。

4.品牌库

品牌库由多个供应商组成，每个供应商都有评估报告、主要业务、联系人、联系信息和详细地址。

5.组织管理

组织管理由三个部分组成：项目管理、人力资源管理和活动内容。项目管理部门也保存一部分工程方面的信息。人事行政保存负责人的信息。银行存款簿记录下您的账户和密码，这将用于区别权限。

（三）模板物料库设置程序

1.创建一个资料库：使用适当的软件或工具，创建一个模板材料管理数据库。可以使用Excel表格、数据库软件或专业的材料管理系统。

2.收集资料

资料主要是搜集在实际项目中不同类型的模板所需材料及所用资料。

3.分级授权和日常维护

建立数据权限机制，区别用户端和管理员的操作权限，避免基层操作人员因为失误而破坏信息的完整性。

4.软件功能基本要求

应考虑数据接口的兼容性和软件操作简单。

（四）模板材料管理库在施工管理中的应用

PDCA循环的原则就是规划（Plan）、执行（Do）、检视（Check）和行动（Act）一个由四步组成的循环法，也叫做戴明环法[3]。

1.计划阶段

利用BIM软件计算的预订表和采购计划可以作为计划的两个方面。管理库将用来显示现有项目每一个阶段的每一层所需的关键材料数量。在所有物料的基础上，提出了一项采购计划、已制定的采购方案和采购方案的制定。

2.实施阶段

在处理模板物料时，实行全职负责制，对所有种类负责的模板物料的采购与接收，并保留证书和记录日期，确保责任可追溯。在施工过程中，要进行采购检查、入库、入库周转等环节，并在管理库中设置人员管理模块，用于管理负责人的信息，以防止材料丢失和施工人员非法获取材料等问题的发生。

3.检查阶段

在检查阶段，主要涉及三个部分。首先，将 BIM软件中所算出的规划用量与实际所用的物料消耗进行比较，检查执行情况以及库存。其次，在每次采购检查之后积累数据，并有详尽的日期和拥有者，以获取目前的出货量订单。第三部分，借由建立模板资料库，可以自动计算并显示当前工程各个材料的库存情况。

4.处理阶段

处理阶段可分为当前施工的处理和历史完工施工的处理。对于目前在建项目，在前三个阶段中出现的问题进行处理，让相关人员尽快处理好。对已完工的历史项目，以数据分析为主。

五、结论

在建筑工程中，在混凝土浇筑前，模板建造是一个重要步骤。对确保混凝土工程项目的质量和安全至关重要。在工程的实际施工阶段，除了对模板工程质量进行验收外，必须采取新的建设计划。加强建筑品质管理工作，保证革新符合工程设计要求。

参考文献

[1]张智勇.桥梁高大混凝土模板工程施工技术要点分析[J].运输经理世界2021(23):135-137.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.城市桥梁工程施工与质量验收规范:CJJ2-2008[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部建筑工程大模板技术标准：JG/T74-2017S1.北京：中国建筑工业出版社，2018.