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基于BIM的装配式建筑安全管理分析
时间:2021-02-25 09:17 | 栏目:职称论文 | 浏览:次
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本文是一篇建筑职称论文范文， 随着经济的不断发展以及科学技术的提高，我国建筑业也有了更高的要求。房地产作为我国产业主导，房地产行业在我国经济发展中有着重要的影响，其作为我国的主导产业，促进了我国的经济发展。
第 1 章 绪 论
1.1 研究背景及意义
随着经济的不断发展以及科学技术的提高，我国建筑业也有了更高的要求。房地产作为我国产业主导，房地产行业在我国经济发展中有着重要的影响，其作为我国的主导产业，促进了我国的经济发展。建筑行业也应随科技革命、经济发展得到新的发展。产业结构的调整，建筑行业向着更加高级的方向发展。装配建筑产业作为朝阳产业，其绿色环保、生产高效等特点成为现代化建筑产业发展的新方向。其是采用现场安装的方式，通过工厂作出的建材按照结构形式现场装配安装。装配式建筑一般按材料分为装配木结构建筑、装配混凝土建筑和装配钢结构建筑。 大力发展装配式建筑对我国建筑业的稳定发展具有重要意义。相比于传统建筑，装配式建筑具有工期短、施工质量高、节能环保、绿色施工、提高劳动生产率等特点[1]。采用装配式建筑有利于推进城市化的进程，保证工程质量，降低建设成本，节约资源，改变建筑业生产方式。建筑行业因其从业人员众多，结构复杂，导致管理难度较大，易发生安全事故。根据住房和城乡建设部办公厅 [2]发布的数据显示：2018 年全国共发生超过七百起安全生产事故，死亡人数超过 800 人。与往年相比，安全事故仍有增加，增幅超过 5%，死亡人数增多 30 余人，增幅超过 4%。当年发生的高处坠落事故超过 300 起，占安全事故总数的 52%；排到第二的安全事故为物体打击事故，发生了 100 余起；另外还有机械伤害事故、坍塌等事故频频发生。从统计数据上来看，安全生产事故发生更加频繁，对于建筑行业的安全问题的研究刻不容缓。
1.2 国内外研究现状
欧洲是装配式建筑的起源地[5]，早在 1600 至 1700 年内就开始在工业化发展建筑。 上个世纪，由于战乱等因素，欧洲地区出现了劳动力资源短缺的现象，使得欧洲地区更进一步发展工业化建筑进展[6]。随后已经形成成熟的系列，并且随着经验的丰富，出版了许多的装配式建筑在设计施工时的标准和应用手册。装配式建筑由于其具有提高质量、提升效率、绿色环保等优点，是很多发达国家在建筑工业化道路上重要的方法了。不仅有欧洲，而且北美地区，他们的装配式建筑标准规范比较成熟。欧美国家的成功经验被日本、韩国等国家学习，加之结合本国需求，也得到了十足的发展。日本对预制房屋的设计和施工也有比较完善的标准。目前使用的预制规范有《混凝土幕墙预制规范》（JAS14）等相关标准[7]。根据向渊明[8]、陈建伟[9]等人对于节点、接缝连接的研究和归纳，对剪切墙在装配式建筑的研究和对于抗震设计当中的问题进行研究。李丽红等人[10 ]通过对装配式建筑成本数据的大量核算，采用了不同装配率建筑进行研究分析，得到了最佳的装配配比。齐宝库[11]等人从综合效益方面对装配式建筑进行分析，通过对环境效益的量化运算，最终得到了装配式建筑综合效益的结果。Salva[12 ]等在性能优化和原型建造上使用了仿真工具，Walker[13]为了得到低能耗和更加环保的建筑而提出了制作预制品构件时加入天然材料。Mochizuki[14]对多层预制混凝土剪力墙在竖向上接缝的抗震性能进行了一系列研究。
第 2 章 装配式建筑及施工安全管理研究
2.1 装配式（PC）建筑介绍
根据国家标准《装配式建筑评价标准》[26]（GB/T51129-2017）中装配式建筑的部分中的规定：装配式建筑是指采用其他地方制作而成的部件在施工现场进行安装所形成的建筑物。装配式混凝土建筑（Prefabricated Concrete Building 简称 PC 建筑）的意思是建筑主体结构是混凝土构件构成的装配式建筑。
(1) 与传统建筑相比，装配式建筑具有建筑化、产业化等特点。装配组件由工厂工业化生产，其构件尺寸精度高[28]，根据建筑设计要求，全墙、板、梁、柱等构件在工厂加工，预留孔洞、管线等构件。由于装配式建筑构件由模具制作而成，从而使产品更加标准。构件制作完成后就能送到施工现场进行安装，体现了建筑的工业化[29]。对于现场施工过程中使用机械化吊装，从而减少了构件现场制作，具有施工速度快，高生产率的特点[30]。
(2)装配式建筑由于构建可在工厂生产，减少了现场的施工。施工现场多采用的方式是干式施工，现场的湿作业比重下降。可以大大减少施工过程中垃圾、粉尘的产生，噪音污染也得到控制，极大减少扰民的现象。据统计，装配式施工节约土地 20%，节约材料 20%，节省的能源达 70%，节约水资源 80%[31]。
(3)劳动力资源的减少。施工现场机械化程度高，施工人员数量减少。[32]随着社会发展，劳动力资源不再像之前那样廉价。由于装配式建筑构件大都由工厂生产，现场施工量减少，从而减少了施工工人的需求量，节约了人力资源。又因现场的机械化程度高，施工效率得到提升，工期也随之缩短。
(4)装配式建筑影响因素少。装配式建筑的现浇模式必须在施工现场环节转移到工厂，才能在很大程度上减少冗长的环节，降低现场的风险因素。在零部件生产过程中，工厂通常是自动生产，以保证产品质量。[33]构件的生产不受季节的影响，提高了工作效率，无需过于追逐工期，从而避免了因恶劣天气施工导致的意外发生。
(5) 装配建筑对施工精度有严格要求。装配建筑的结构增加了零部件之间的装配连接数量。构件的连接直接影响建筑物功能，所以对施工精度要求很高。大型器械的选择也具有重要的影响，例如在选取塔吊时，要考虑构件重量及起吊高度，同时还要兼顾经济合理.
2.2 建筑施工安全管理
施工安全管理是采用先进的运营和管理方式，对建筑施工进行有序的管理活动。由于建设项目本身的复杂性决定了其在安全管理上的复杂性、流动性、非标准性等特点[ 26]。通过施工安全管理，能够及时发现施工过程中存在的各种危险，实施相应的措施，去除危险因素所能带来的影响，减少事故发生的概率，确保生产过程的安全目标[35]。施工安全管理就是将施工中存在的危险尽量降低，较少发生事故的概率。
（1）系统原理：对于整个项目进行全面管理，从安全、成本和质量等方面进行管理的同时，完成安全生产任务。使安全管理对于成本、进度和质量起到积极作用、推动作用。
（2）人本原理：人是安全管理工作的发起者，同时也是安全管理中的客体。要以人为主要的管理工作内容而进行安全管理，要充分发挥人自身的主观能动性。
（3）预防原理：在事故发生之前，采取管理和技术进行规避。对可能影响安全的因素评估，预估发生事故的风险。
（4）动态控制原理：随着项目的进行，对人员的流动和施工环境变化随时对安全管理进行调整，保证项目的安全进行。
（5）强制原理：在施工现场强制所有作业人员服从，避免发生危险事故。
（6）安全风险原理：通过对危险源进行识别从而评估，预估事故发生可能，然后有效的对危险源进行管理，清除或避免风险导致事故。
第 3 章 BIM 技术介绍及应用
3.1BIM 概论
3.2BIM 技术在 PC 建筑中的应用分析
第 4 章 BIM 技术在装配式建筑中安全管理应用
4.1 基于 BIM 的装配式建筑安全管理模型
4.2 装配式建筑安全模型应用
第 5 章 工程实例分析
5.1 项目背景
5.2 施工方案
5.3BIM 建模
5.4BIM 应用
5.5 应用效果评价
第 6 章 结论与展望
随着预制构件的广泛应用和技术的发展，预制构件的安全性越来越受到人们的重视。本文在分析和研究装配式建筑中的特性以及建筑施工现场的基础上，解析了装配式建筑中施工存在的问题以及风险源，而后采用对福州某实际工程中应用 BIM 技术情况，针对施工阶段的危险源的检测结合以 BIM 技术进行了研究，使用 BIM 技术建立了装配安全管理模型。本文的研究成果证明，基于 BIM 技术的装配式建筑安全管理可以有效地使工地施工效率提高，减少事故的发生率，有利于装配式建筑的发展。本文的研究成果具体如下：
（1）根据装配式建筑的特点及建筑施工中的安全管理理论，对装配式建筑安全管理深入认识。根据对于 BIM 技术的分析，得出了 BIM 技术与装配式建筑安全管理结合有其独特的优越性。本研究的基于 BIM 的装配式安全管理，使装配式建筑安全管理水平提升的效果。
（2）建立的数据库包括全部工程信息，加以对于危险源的识别结果和对危险等级进行划分的数据。使用以构建的在 BIM 平台的装配式建筑安全管理模型，使 BIM 技术应用于 PC 建筑安全管理更加系统化，从而达到为案例的施工安全管理应用 BIM 提供参考的目的。
（3）本文结合福建某装配式建筑项目的实例进行研究，使 BIM 技术应用于装配式建筑安全管理的动态模型的节点碰撞查找、动态模型的建造、大型器械安全使用管理、施工安全管理方案的优化，从而验证了基于 BIM 的装配楼安全管理的可行性，对我国装配楼安全管理具有指导意义和现实意义。
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