BIM技術在裝配式剪力墻結構中的應用For the application of BIM technologyin prefabricated shear wall structure

衛 濤

Wei Tao

BIM技術在裝配式剪力墻結構中的應用For the application of BIM technologyin prefabricated shear wall structure

衛 濤

Wei Tao

(安徽建筑大學 安徽 合肥 230601)

(Anhui Jianzhu University,HeFei230601，China)

以蘭州路公租房設計施工一體化項目為例，具體闡述了BIM技術在裝配式剪力墻結構中的應用。結合具體案例進行分析，分析結果表明，BIM技術在裝配式剪力墻結構中的設計、施工階段有巨大指導、糾錯作用。為推動建筑產業化、工業化有巨大推動意義。

BIM技術；裝配式剪力墻結構；設計與施工階段；應用

引言

“BIM”建筑信息模型，自從由于它的出現，項目過程中的各個階段都有了共同操作界面下的技術平臺。雖然現如今，BIM技術在國內施工項目中運用的越來越多，但在裝配式剪力墻結構卻是非常少見的。裝配式剪力墻結構體系作為裝配式建筑的主要結構體系之一，研究BIM技術在其結構體系下的應用就顯得有格外意義。特別的是，BIM技術可以對裝配式剪力墻結構進行空間的合理優化，減少構件、單體、空間等和各類專業的“錯”、“漏”、“碰”、“缺”的出現概率、解決初步設計深度不夠的問題、施工過程的優化和三維模擬仿真、項目建設各個階段中的成本控制等，通過BIM技術的應用，可以為裝配式剪力墻結構設計階段、施工階段的發展提供技術支持。

一、BIM技術的應用概述

裝配式剪力墻結構構件類型近百種，每塊構件同時包含建筑、結構、給排水、電氣、暖通等專業的信息。構件種類多、預埋件量大導致構件設計、施工過程中多次出現專業碰撞，現場吊裝困難等問題。BIM是打破傳統二維設計的束縛，以建筑信息為基準，在三維空間構建建筑模型，所有專業同平面工作，做到可視化、協調方便。如圖1為建筑平面的三維模型拆分圖。

通過BIM三維碰撞檢查的功能，將各個專業工作平臺集成到一個界面以此來完成設計工作，做到專業之間的互不“打架”。設計工作完成后，將三維模型與項目發展時間相結合，進行4D模擬。也即是依據施工組織設計來模擬現場的實際施工。4D模擬完成后，通過模擬結果來確定合理的施工方案。以此作為施工的依據參照。如有需要還可以進行5D模擬(4D模擬+造價控制)。以上為BIM技術的應用概述。如下圖2就是整個項目中BIM的應用流程。

圖1 三維模型拆分圖

圖2 BIM應用流程

二、應用案例

(一)工程概況

合肥市包河區蘭州路公租房項目采用設計·施工一體化，本項目采用裝配式剪力墻結構，本項目共有5棟單體，預制構件總量17484塊，以本項目某#樓為例，標準層預制剪力墻47塊、內墻36塊、疊合板48塊、疊合梁4塊，樓梯4掛、預制空心隔墻34塊，疊合式陽臺12掛，外掛空調板4塊，標準層預制構件數量統計詳見下表1所示。設計工作開展時，采用BIM技術，參數化的建模方式可以極大提高工作效率，例：預制剪力墻，當不把相關預埋件與預留孔道考慮的情況下，預制剪力墻分為帶窗口和不帶窗口的兩種，不同組合下的結構配筋計算相當繁瑣，通過做出3種參數化構件，所有剪力墻的配筋計算就能夠輕易得到。實際工程統計結果表明，運用BIM技術通過參數化的設計方式，裝配式剪力墻結構模型搭建只需要一個工作日即可完成。

表1 標準層預制構件數量統計

(二)設計階段

通過三維模擬和二維的平面設計完成實境模擬，確切保證得到符合要求的設計成果，如準確的建筑與結構圖、內容詳盡精致的三維PDF、管線碰撞檢測、鋼筋和混凝土量的報表等。本項目的施工圖設計階段、深化設計階段及施工階段都將采用BIM技術進行配合；各專業施工圖設計均在BIM技術平臺上進行。施工圖藍圖出圖之前，我們將采用BIM技術對各專業進行復核。首先是復核各專業自身圖紙是否有相互矛盾或不統一的地方，然后復核各專業圖紙之間是否矛盾，建筑與結構專業是否一致，設備管道是否穿梁、穿柱及管道之間是否有矛盾等，這些均可以很直觀的在BIM 模型中體現出來，同時軟件可以自動提醒設計人員哪些比方有碰撞、哪些地方設計不合理，另外還可以根據BIM平臺來符合樓層的凈高是否滿足設計要求，從而達到優化設計的目的。圖3為設計階段的三維模擬圖。

(三)施工階段

設計數據高效的重復利用于制造詳圖和施工活動的規劃、設計審查包括碰撞檢查、批注和進度模擬，以盡量減少風險，優化施工順序、數據移動化提升了施工的活動性并能提高響應能力。并采用BIM技術進行現場施工管理的配合工作。本項目施工圖正式出圖后所有高層住宅全部戶型(需注明開關、插座、燈頭、孔洞、結構梁等設備、構件位置)全部采用BIM技術做成三維模型上專題會評審確認；

通過BIM平臺實現裝配式住宅的進度管理。BIM類的相關軟件如Revit可以與MS Project先繼銜接，完成項目施工進度安排的導出和導入。規劃導入后，能在BIM的三維模型中瀏覽和改正各類預制構件的設計、施工生產、道路運輸、現場吊裝等施工階段的時刻屬性。利用BIM的三維模型，完成項目施工階段的“看得見”模擬，使施工階段的工序得到優化。圖4為施工階段的三維模擬裝配。

圖4 施工階段的三維模擬裝配

三、結語

以上，利用BIM技術能有效提高裝配式剪力墻結構在設計、施工階段的管理水平和生產效率，特別是在關鍵的預制外墻的工場制作和安裝上極大提升了工作效率。當前，BIM技術還是偏向于設計階段的理論研究，對于施工階段，比如將RFID辨識技術與BIM模型結合還有待進一步研究。但現階段的BIM技術應用對國家實現建筑產業化、工業化已有現實意義。

[1]齊寶庫，李長福.基于BIM的裝配式建筑全生命周期管理問題研究[J].施工技術，2014,43(15):25-29.

[2]姬麗苗.基于BIM技術的裝配式混凝土結構設計研究[D].沈陽：沈陽建筑大學，2013.

[3]周文波，蔣劍，熊成.BIM技術在預制裝配式住宅中的應用研究,[J].施工技術，2012.41(377):72-74.

[4]姬麗苗，張德海，管梽瑜等.基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探[J].土木建筑工程信息技術，2013，5(1)：55-56.

[5]李亭亭，楊學會，張德海等.BIM技術在預制裝配式工程中的應用[J].土木建筑工程信息技術，2014,6(4):63-69

[6]王愛蘭，宋萍萍，楊震卿等.BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用,[J].建筑技術，2015,46(3):228-231

In lanzhou road public housing design and construction integration project as an example, elaborates on the BIM technology application in prefabricated shear wall structure. Combined with specific case analysis, the analysis results show that the BIM technology in the prefabricated shear wall structure design, the construction phase has great guidance and correction action. In order to promote construction industrialization, industrialization has great significance.

BIM technology；prefabricated shear wall structure；design and construction Phase;application

衛濤(1993-)，男，安徽六安人，在讀碩士研究生，研究方向：建筑結構動力分析。