B I M技術在裝配式剪力墻結構施工中的應用分析

畢昆鵬 王生偉

山東省淄建集團 山東 淄博 255000

引言

隨著我國工業化水平的提高以及城鎮化的發展，建筑工業化必將成為建筑行業未來發展的重要方向，建筑工業化的發展能夠有效地緩解日益突出的人口、資源、環境等方面的壓力。裝配式結構在住宅產業化和建筑工業化的發展大趨勢下，成為建筑業近年來研究的熱點。利用BIM技術對裝配式混凝土框架結構進行應用研究，能夠為促進裝配式結構的發展提供支持，保證裝配式混凝土框架結構全生命周期的精確化管理以及效益最大化。

1 BIM技術

1.1 BIM的概念

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是指在建筑設施的全壽命周期創建和管理建筑信息的過程，這一過程需要在設計與施工的全過程應用三維、實時、動動態的模型軟件來提高建設生產效率，而創建的模型涵蓋了建筑物的幾何信息、空間信息、地理信息。

1.2 BIM的發展現狀

建筑信息化是建筑行業發展戰略的重要組成部分，也是建筑行業轉型升級、節能減排的重要舉措，BIM技術能夠為推動綠色建筑的發展和創新提供技術支持。當前，BIM技術已經在許多方面得到了應用，例如：利用三維建模碰撞檢查，通過模型在施工前預知各個專業在空間上存在的問題，有利于控制施工成本和進度。BIM技術還能夠結合三維掃描激光技術對復雜建筑結構進行掃描，激光掃描得到的結果可以導入到建筑物模型當中。

2 裝配式混凝土結構

2.1 裝配式混凝土結構的簡介

裝配式混凝土結構指以在工廠生產、加工和制作的預制混凝土構件為主體，再通過現場裝配建造出來的建筑結構。裝配式混凝土結構可以按照裝配化程度分成全裝配混凝土結構可以按照裝配化程度分成全裝配混凝土結構和部分裝配混凝土結構，按照結構形式可以分成裝配式框架結構、裝配式剪力墻結構、裝配式框架支撐結構和裝配式框架-剪力墻結構。

2.2 裝配式混凝土結構的發展趨勢

我國建筑行業正處于改革和發展的重要歷史階段，裝配式建筑作為建筑工業化發展的一大舉措，是建筑業謀求可持續發展的關鍵路徑。2016年初，國務院發布的《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》中明確提出：大力推廣裝配式建筑，力爭用十年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。隨著裝配式建筑的推廣和應用，裝配式混凝土結構作為其主要結構形式也必將會得到極大的發展。

2.3 BIM技術的模擬性

BIM技術的模擬性并不是單單的對建筑物模型進行模擬，還能夠對虛擬的事物進行模擬。在設計階段可以進行節能模擬、熱能傳導模擬、日照模擬等等；在招投標階段可以進行4D模擬（三維模型+項目的發展時間），就是依據施工組織設計來進行實際施工的模擬；另外還有5D模擬（基于3D模型的造價控制），來對整個工程的成本進行控制；在整個工程的后期運營階段也可以進行模擬，例如對一些突發情況人員的緊急疏散進行模擬。

2.4 BIM技術的優化性

BIM技術在整個工程的設計、施工、運營過程中可以做到更好的優化。在工程中，優化受到時間、信息和復雜程度的制約。合理地優化是在準確信息的基礎上做出來的，而這一點就是BIM技術的優勢所在，它不僅可以提供建筑物實際的所有信息，還可以提供建筑物發生變化后的信息。對于現在復雜程度高的建筑物，BIM與其配套的各種優化工具可以對其實現優化。

2.5 BIM技術的可出圖性

BIM技術的可出圖性并不是指出一些建筑設計圖紙，而是對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬和優化后，出一些關于綜合管線、綜合結構留洞的圖，以此來消除一些錯誤，甚至可以做一些建議改進的方案。

3 BIM技術在裝配式混凝土結構的應用

BIM技術和裝配式結構在許多方面存在一致性。首先，運用BIM技術對結構、建筑、機電等專業進行協調和管理，從而更好地實現各參與方和各專業的配合。其次，裝配式建筑在設計階段的顯著特征是標準化、模塊化，因而在設計過程中會產生大量重復的數據和操作，而利用BIM技術可以有效地解決重復操作時容易發生的錯誤。再者，裝配式建筑的最終目標是建造綠色建筑，這正好與BIM技術的全生命周期的應用相一致。

3.1 利用Autodesk Revit軟件的三維可視化建模

設計人員運用Autodesk Revit軟件將設計完成的二維圖紙轉化成三維可視化模型，按照結構的標準化、模數化設計，建成具有較強技術集成的裝配式結構所需的各個構件族庫。在進行項目結構設計的過程中，可以直接從設計完成的構件族庫里選取所需要的標準構件到項目上，以便提高設計者的工作效率。裝配式結構三維可視化模型便于設計方與工廠的工人進行交流，同時也便于工程量統計。

3.2 Tekla Structure在裝配式結構復雜節點中的應用

Tekla Structure是一款建筑結構三維實體模型專業軟件，是世界上第一套包含從概念設計到細部設計再到車間制造、組裝等整個建設過程的建筑信息模型系統。裝配式結構中大量的復雜鋼結構節點成為設計、制造和裝配的一個難點。利用Tekla Structures深化設計軟件構建鋼結構三維模型，并利用Tekla Structures深化軟件繪制深化設計圖紙，對構件的加工制作提供了依據。實現鋼構件3D實體建模，提供形象而直觀化的認知，3D模型包括設計、制造和安裝的所有信息需求，提升了制造和安裝效率。

4 結束語

目前，裝配凝土結構已經在我國逐漸發展起來，建筑工業化包括節約資源、推動技術創新、提高建筑品質等諸多優點，是建筑行業未來發展的趨勢。BIM 技術的推廣有利于建筑工業化進程，也是實施建筑工業化的重要手段。