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摘要随着我国的国力不断提升,各行各业对自己产品的要求越来越高,曾经一度被广泛应用的检测方法随着时代的变迁已不能适应于发展的要求。本文以建筑工程为例,着重阐述以BIM技术展开的装配式建筑构件的质量检测否能够在以保证构件质量的同时还会有效的应用于建筑工程的开发过程之中。由于装配式建筑构件的质量是否过关势必对工程项目的整体建设质量有着至关重要的作用,那么,以BIM技术对构件进行质量上的检测是能够有效地检测出其中不达标的构件,以此来降低工程在质量方面所出现的风险。
关键词:BIM技术;装配式建筑构件;构件质量检测
引言近些年以来,工程的建设逐渐以装配式的建筑为主要的手段,因为其优点在于施工的时间短,并且在对环境的污染方面极大的减少,另外,其工程在开展时对于操作上有十分的便利,极大地提高了工程的进度,所以发展很是迅速。而装配式的建筑在施工的过程中,其主要可以分初中后期三个阶段。首先,在生产工厂的最初生产阶段,然后是对于生产出来的成品进行的运输过程,以及对产品的拼装组成,最后,则是在现场进行安装和使用。就目前来说,仅针对BIM在施工的过程中还要注意进行安全性的管控,主要是对预制构件的设计方面减少误差与在生产运输的过程中的实时监控,在传统施工的安全质量管理的方面能后应用的几率则比较少。
一、基于BIM技术对其构件质量分析的设计方案
(一)、系统的构架
在现阶段的过程中,检测装配式构件缺陷的风险一般根据其应用的不同范围分为对数据的管理层面、服务的跟进层面、应用扩散层面以及感知的程度层面。
在建筑工程项目的实施建设当中,一般来说,从源头上是能够实现对不达标的构件进行检测的,因为除构件的制造商之外,相关的设计施工监管单位都会参与到感知的层面,从而进行针对具体构件进行实时的感知与检测,但我们知道,这只是在一方面的保障,并不能做为其可以单独成立的条件[1]。所以,在系统的数据层中会有装配式建筑构件的具体参数以便在进行数据的检测中,建立起必要的操作安全体系,方便为数据的检测工作提供一个参考和整理。对于系统的服务层和应用层,其两者之间的衔接则可以以数据交互的方式进行,从而会确保在构件的加工过程中其不会因为质量的不过关而无法满足对实际的需求。只有进行有针对性的将预制构件不符标准的情况进行以最低的标准进行验算与核对,才有把握精准的控制预制构件的各项参数。
(二)、工作的流程
在BIM模型的有效管控下,通过扫描技术将预制的构件在施工前参数和施工后其表面缺陷进行对比监测,然后按照系统的流程进行检测工作的逐步展开。
首先,工作的人员要重视对安全规则数据库的大力建设。因为在建设数据库的过程中,要考虑在BIM模型的参数基础上不断的结合现实的施工标准,作为检测的手段,要确定其每一个构件的具体检测项目和适度的规范。只有通过单独的条形码并且确认无误后才可以对构件的各项的检测项目进行更改。然后才能对构件在设计的参数和检测标准进行量化处理,再将其检测出来的数据存储在先前准备好的相关数据库当中,在后期的检测当中也能够为其他具体的构件进行自动的检测,从而提供一个可以进行对比的标尺[2]。
然后就是要控制BIM模型在参数的调用中对具体的构件细节进行处理的过程。第一,在完成对构件的条形码进行标定后,还要进行规范的扫描其条形码的数据,并对进行相应的数据处理,通过各种计算,然后将处理后的数据通过表格的形式存起来。第二,条形码标定信息开展预制构件属性检测时,应对比构件的外观尺寸,分析构件的表面缺陷。第三,再通过最小二乘法,对其中得到的数据进行曲面拟合,然后将拟合数据和设计模型的表面进行比较,通过角度和表面的偏差,然后确定其相应构件在实际中出现的缺陷。
二、质量分析具体过程
(一)、数据库的建立
众所周知,因为在对预制构件的质量进行检测的过程中,其本质是通过对比和分析出构件在设计和施工当中的各个数值,以此来进行判断两者之间的误差是不是在可允许的范围之内,如果施工的质量在标准允许的范围之内,表示其质量是达标的。因此需建立一个存储数据库,在收集数据的同时还能进行自动化的对比和分析,以此来增强工作的效率。第一种为直接参数,即给一个定性的施工预制构件参数,将其控制在可被允许的误差范围内,然后将其能够直接得道的数据直接进行对比分析,是不需进行大范围的运算[3]。
然而,对于设计值的获取,当一个项目的BIM模型建立后,所有项目的构件参数将自动生成,只需利用C#语言在开放的API接口中调用即可。将检测标准与设计值结合,即将检测标准的允许误差考虑到设计值中,可得到构件施工所允许的参数安全阈值(即安全规则数据库),其本质是将检测标准进行定量化处理后转换为计算机可自动识别的形式,以便于扫描参数的对比。
(二)、获取参数
由于现有的检测标准是利用钢尺进行接触式的测量,大型的装配式建筑构件又因为种类和数量过于的庞大,所以人工进行测量的误差和检测工作量都十分的巨大,具有“实景复制”优势的 3D扫描技术完美的解决了这个问题从而被广泛使用。利用3D扫描技术通过自动提取CAD建筑的模型,实现了对建筑内部分的构件所有的参数以几何进行读取。三维激光扫描的数据输出格式为ASC, WRL(纹理特征)以及具有法向量的四边形网格,其所支持的对重叠点云自动选取最佳数据和自动裁剪,具有局部法向量,利用后处理软件对其点云数据处理时,可根据祛向量自动判断最好数据,从而自动剔除出现误差的错误数据。从点云到构件模型的三维数据获取,主要是利用软件在逆向工程中的应用,即由已有的原型追溯得到该产品的组织结构、技术规格等,将扫描所得的点云数据经前期的处理,通过曲面重构以及进行实体的数据构造等步骤,从而得到建筑构件的三维实体数据。
(三)、存储
然而,判断一个构件是否符合标准则是要求需检测的构件属性是多项的,所以需要对数据库中的所有数据进行扫描,将所有的数据按照特定的存储结构进行重新的排列存储,从而达到更快速的对比过程,加速对比结果的出现。所以在存储前要先主动对每个构件的每个属性进行标注,由于构件的编号是根据BIM模型的数据进行自动生成,所以仅仅是只需要对每个构件的名称和受检测的属性进行标定,然后再用十进制编码进行标定转换,所以,实质上,每个检测构件的各项属性都是用两位十进制码标定,最后根据检测属性之间的关联,该系统的数据库是采用树形结构来进行有效的储存[4]。
总结通过对构件的外观和表面缺陷进行检测,将不符合应用标准的构件以读写条形码的形式在模型中显示出来,以此来达成对预制的构件在使用前的质量进行检测。将检测的标准在通过定量化时建立其能够存储的相关数据库,由于BIM模型中包含有力学方面的内容,因此可将标准中的其余检测项进行定量化加以规范,从而达成实现对构件的程序化检测。在数据库强大的监管作用之下,构件的检测具有多方面的优势,主要表现在检测的效率和精度上,以此来满足装配式的建筑构件在施工中的使用需要。实现对预制构件检测的数据化分析,另外也能够保證在事故发生前进行有效的风险监测,避免不必要的浪费,同时提高施工的管理水平。
参考文献
[1]曹诗定,王伟.装配式建筑优点、技术难点剖析与监管重点探索 小工程质量,2015011):24 -27.
[2]岳乃华,于德湖,基于BIM与二维码技术的装配式建筑构件追踪管理研究[J].建筑经济,2020 (4): 97-101.
[3] 陈亮伟,邵必林基于BIM的装配式建筑构件质量检测方法研究[. 建筑技术,2019 (3): 354-357.
[4] 崔珑,刘文政, 张效玲.某装配式混凝土结构预制外墙套简灌浆饱满度现场检测研究小建筑技术,2018,49(S1):169-170.
关键词:BIM技术;装配式建筑构件;构件质量检测
引言近些年以来,工程的建设逐渐以装配式的建筑为主要的手段,因为其优点在于施工的时间短,并且在对环境的污染方面极大的减少,另外,其工程在开展时对于操作上有十分的便利,极大地提高了工程的进度,所以发展很是迅速。而装配式的建筑在施工的过程中,其主要可以分初中后期三个阶段。首先,在生产工厂的最初生产阶段,然后是对于生产出来的成品进行的运输过程,以及对产品的拼装组成,最后,则是在现场进行安装和使用。就目前来说,仅针对BIM在施工的过程中还要注意进行安全性的管控,主要是对预制构件的设计方面减少误差与在生产运输的过程中的实时监控,在传统施工的安全质量管理的方面能后应用的几率则比较少。
一、基于BIM技术对其构件质量分析的设计方案
(一)、系统的构架
在现阶段的过程中,检测装配式构件缺陷的风险一般根据其应用的不同范围分为对数据的管理层面、服务的跟进层面、应用扩散层面以及感知的程度层面。
在建筑工程项目的实施建设当中,一般来说,从源头上是能够实现对不达标的构件进行检测的,因为除构件的制造商之外,相关的设计施工监管单位都会参与到感知的层面,从而进行针对具体构件进行实时的感知与检测,但我们知道,这只是在一方面的保障,并不能做为其可以单独成立的条件[1]。所以,在系统的数据层中会有装配式建筑构件的具体参数以便在进行数据的检测中,建立起必要的操作安全体系,方便为数据的检测工作提供一个参考和整理。对于系统的服务层和应用层,其两者之间的衔接则可以以数据交互的方式进行,从而会确保在构件的加工过程中其不会因为质量的不过关而无法满足对实际的需求。只有进行有针对性的将预制构件不符标准的情况进行以最低的标准进行验算与核对,才有把握精准的控制预制构件的各项参数。
(二)、工作的流程
在BIM模型的有效管控下,通过扫描技术将预制的构件在施工前参数和施工后其表面缺陷进行对比监测,然后按照系统的流程进行检测工作的逐步展开。
首先,工作的人员要重视对安全规则数据库的大力建设。因为在建设数据库的过程中,要考虑在BIM模型的参数基础上不断的结合现实的施工标准,作为检测的手段,要确定其每一个构件的具体检测项目和适度的规范。只有通过单独的条形码并且确认无误后才可以对构件的各项的检测项目进行更改。然后才能对构件在设计的参数和检测标准进行量化处理,再将其检测出来的数据存储在先前准备好的相关数据库当中,在后期的检测当中也能够为其他具体的构件进行自动的检测,从而提供一个可以进行对比的标尺[2]。
然后就是要控制BIM模型在参数的调用中对具体的构件细节进行处理的过程。第一,在完成对构件的条形码进行标定后,还要进行规范的扫描其条形码的数据,并对进行相应的数据处理,通过各种计算,然后将处理后的数据通过表格的形式存起来。第二,条形码标定信息开展预制构件属性检测时,应对比构件的外观尺寸,分析构件的表面缺陷。第三,再通过最小二乘法,对其中得到的数据进行曲面拟合,然后将拟合数据和设计模型的表面进行比较,通过角度和表面的偏差,然后确定其相应构件在实际中出现的缺陷。
二、质量分析具体过程
(一)、数据库的建立
众所周知,因为在对预制构件的质量进行检测的过程中,其本质是通过对比和分析出构件在设计和施工当中的各个数值,以此来进行判断两者之间的误差是不是在可允许的范围之内,如果施工的质量在标准允许的范围之内,表示其质量是达标的。因此需建立一个存储数据库,在收集数据的同时还能进行自动化的对比和分析,以此来增强工作的效率。第一种为直接参数,即给一个定性的施工预制构件参数,将其控制在可被允许的误差范围内,然后将其能够直接得道的数据直接进行对比分析,是不需进行大范围的运算[3]。
然而,对于设计值的获取,当一个项目的BIM模型建立后,所有项目的构件参数将自动生成,只需利用C#语言在开放的API接口中调用即可。将检测标准与设计值结合,即将检测标准的允许误差考虑到设计值中,可得到构件施工所允许的参数安全阈值(即安全规则数据库),其本质是将检测标准进行定量化处理后转换为计算机可自动识别的形式,以便于扫描参数的对比。
(二)、获取参数
由于现有的检测标准是利用钢尺进行接触式的测量,大型的装配式建筑构件又因为种类和数量过于的庞大,所以人工进行测量的误差和检测工作量都十分的巨大,具有“实景复制”优势的 3D扫描技术完美的解决了这个问题从而被广泛使用。利用3D扫描技术通过自动提取CAD建筑的模型,实现了对建筑内部分的构件所有的参数以几何进行读取。三维激光扫描的数据输出格式为ASC, WRL(纹理特征)以及具有法向量的四边形网格,其所支持的对重叠点云自动选取最佳数据和自动裁剪,具有局部法向量,利用后处理软件对其点云数据处理时,可根据祛向量自动判断最好数据,从而自动剔除出现误差的错误数据。从点云到构件模型的三维数据获取,主要是利用软件在逆向工程中的应用,即由已有的原型追溯得到该产品的组织结构、技术规格等,将扫描所得的点云数据经前期的处理,通过曲面重构以及进行实体的数据构造等步骤,从而得到建筑构件的三维实体数据。
(三)、存储
然而,判断一个构件是否符合标准则是要求需检测的构件属性是多项的,所以需要对数据库中的所有数据进行扫描,将所有的数据按照特定的存储结构进行重新的排列存储,从而达到更快速的对比过程,加速对比结果的出现。所以在存储前要先主动对每个构件的每个属性进行标注,由于构件的编号是根据BIM模型的数据进行自动生成,所以仅仅是只需要对每个构件的名称和受检测的属性进行标定,然后再用十进制编码进行标定转换,所以,实质上,每个检测构件的各项属性都是用两位十进制码标定,最后根据检测属性之间的关联,该系统的数据库是采用树形结构来进行有效的储存[4]。
总结通过对构件的外观和表面缺陷进行检测,将不符合应用标准的构件以读写条形码的形式在模型中显示出来,以此来达成对预制的构件在使用前的质量进行检测。将检测的标准在通过定量化时建立其能够存储的相关数据库,由于BIM模型中包含有力学方面的内容,因此可将标准中的其余检测项进行定量化加以规范,从而达成实现对构件的程序化检测。在数据库强大的监管作用之下,构件的检测具有多方面的优势,主要表现在检测的效率和精度上,以此来满足装配式的建筑构件在施工中的使用需要。实现对预制构件检测的数据化分析,另外也能够保證在事故发生前进行有效的风险监测,避免不必要的浪费,同时提高施工的管理水平。
参考文献
[1]曹诗定,王伟.装配式建筑优点、技术难点剖析与监管重点探索 小工程质量,2015011):24 -27.
[2]岳乃华,于德湖,基于BIM与二维码技术的装配式建筑构件追踪管理研究[J].建筑经济,2020 (4): 97-101.
[3] 陈亮伟,邵必林基于BIM的装配式建筑构件质量检测方法研究[. 建筑技术,2019 (3): 354-357.
[4] 崔珑,刘文政, 张效玲.某装配式混凝土结构预制外墙套简灌浆饱满度现场检测研究小建筑技术,2018,49(S1):169-170.