基于BIM与三维激光扫描的装配式混凝土构件精度检测研究

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随着装配式建筑快速发展,预制混凝土构件的质量问题日益凸显,构件设计水平参差不齐、生产水平不一、安装操作规范不当以及监管体系薄弱,致使项目施工精度和细节把控水平仍具有较大提升空间。建筑数字化的发展,使BIM(Building Information Modeling)技术应用范围不断扩大,但仅仅依靠BIM技术容易忽视施工现场多变的条件,导致装配式建筑施工现场和BIM设计模型存在较大差异。在“BIM+”技术的综合发展应用下,将BIM与三维激光扫描技术相结合,对正向设计模型和逆向三维扫描模型进行对比分析,可实现装配式预制混凝土构件生产和安装的高精度监测和检测,提高细节把控。然而,在当前阶段,对于装配式预制混凝土构件应用BIM与三维激光扫描技术缺乏整套的误差控制流程,各步骤具体应用目标未有明确说明,数据采集存在滞后性,从而整体影响高精度数据输出。因此,本文通过对BIM与三维激光扫描技术应用于装配式混凝土建筑的可行性进行分析,结合装配式混凝土构件的生产、安装误差来源,提出了BIM与三维激光扫描在装配式预制混凝土构件精度检测中的应用方案,并对具体应用目标和控制点进行了说明。最后通过案例分析验证了方案的可行性以及数据效果,对后序的研究具有一定的借鉴意义。主要研究工作如下:(1)对BIM与三维激光扫描预制构件生产及安装精度进行分析,以BIM与三维激光扫描技术原理为出发点,确定二者应用于装配式建筑的技术实施路径。结合装配式预制混凝土构件的误差来源,分析现行规范中的标准,并应用公差理论对误差结果规律进行分析,确定集成技术应用于预制构件精度检测的可行性。(2)从提高装配式预制混凝土构件应用三维激光扫描与BIM技术的精度出发,制定了技术实施各步骤的具体方案,包括三维激光扫描方案、数据获取原则及流程、点云处理精度控制、BIM模型精度控制、模型对比精度控制等四个阶段。细化各阶段应用目标,确定实施方法、原则、人员以及硬件配置。重点对三维激光扫描测站布设原则、现场扫描方法、数据高精度采集处理、BIM模型控制等方面进行了细化研究。(3)以北京市某装配式项目5#楼为例,通过案例研究,展示各步骤具体应用效果以及数据精度,并对BIM与三维激光扫描技术的案例应用进行综合评价,对本文提出的实施方案流程进行了验证,同时为进一步拓展研究提供了借鉴。
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