裝配式建筑工程施工中BIM技術(shù)的運用

耿乾

摘要：隨著建筑業(yè)《十三五規(guī)劃》中強調(diào)了裝配式建筑的重要性，各地紛紛提出了建筑裝配率的要求，裝配式建筑在政策的引導(dǎo)下，成為各地建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的重要手段。裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及施工精確度和復(fù)雜度成為研究的重點和難點，為了達到效益最大化，實現(xiàn)裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的全生命周期精確化管理，將BIM技術(shù)與裝配式結(jié)構(gòu)良好結(jié)合起來對裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工都有指導(dǎo)意義，也有力支持、促進裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;應(yīng)用措施

引言

當(dāng)前我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，建筑業(yè)是我國經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，整年全國建筑業(yè)增加值61808億元，比上年增長4.50%，雖然我國建筑業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營規(guī)模不斷擴大，建筑業(yè)總產(chǎn)值持續(xù)增長，但是工程建設(shè)行業(yè)通常具有高能耗、低效率的特點。住房建設(shè)消耗了世界40% 的原材料，比制造業(yè)多30% 的低效勞動力和浪費。而裝配式建筑的出現(xiàn)在提高建筑工程效率、減少能耗、促進我國城市經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

1 BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用概述

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)在預(yù)制構(gòu)件的建設(shè)過程中一般需要投入比較高水平的規(guī)劃設(shè)計，一定程度上影響了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，而引入BIM技術(shù)則可以降低這一影響。基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法是在裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造過程中結(jié)合BIM技術(shù)，嘗試建立標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的預(yù)制構(gòu)件庫，改變以設(shè)計為主導(dǎo)進行預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)，預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計過程中形成科學(xué)合理的產(chǎn)品庫，裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計則以此為基礎(chǔ)。預(yù)制構(gòu)件廠的自動化生產(chǎn)也依據(jù)預(yù)制構(gòu)件庫進行，預(yù)制構(gòu)件庫是裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計和生產(chǎn)的基礎(chǔ)，這樣的應(yīng)用不僅能對構(gòu)件的設(shè)計和生產(chǎn)起到協(xié)調(diào)作用，還能提高裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建造效率，使其避免沖突。建立裝配式結(jié)構(gòu)的BIM模型在施工階段也有很大的作用，首先可以進行施工過程模擬，對施工過程中有可能會出現(xiàn)的問題及時排查發(fā)現(xiàn)并制定解決方案;其次是可以進度模擬，應(yīng)用軟件對預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和運輸進場時間提前規(guī)劃好。BIM在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用極大的克服工程中可能會出現(xiàn)的問題，并節(jié)約了進出場的時間，很大程度上縮短工期。

2 裝配式建筑與BIM技術(shù)的融合方式

2.1 構(gòu)建和完善構(gòu)件庫

在一個裝配式建筑工程的建造過程中，往往需要運用到很多不同型號和不同尺寸的構(gòu)件，只有先保證了這些構(gòu)件的加工質(zhì)量，才能夠保證裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量。但同時，這也給構(gòu)件的加工工作帶來了很大的難度，特別是如果想實現(xiàn)構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，必須要采取一些專業(yè)措施。而在有了BIM技術(shù)后，借助于BIM技術(shù)所提供的強大的可視化功能和易拆分功能，可以有效構(gòu)建和完善構(gòu)件庫，以方便構(gòu)件的加工生產(chǎn)。應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠按照裝配式建筑的結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件適用性以及加工工藝等來合理分類及高效整理預(yù)制構(gòu)件。另外，在實際裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要注意盡量優(yōu)先選擇那些通用性較強的構(gòu)件，并將全部構(gòu)件均統(tǒng)一納入到構(gòu)件庫中進行管理，同時不斷更新構(gòu)件庫，從而逐漸形成較為完善的裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件庫。

2.2 施工階段

在施工階段，BIM 技術(shù)與裝配式建筑的互相融合主要是通過芯片這個媒介得以實現(xiàn)，芯片在此過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通常情況下，BIM 技術(shù)的運用是將芯片安裝在產(chǎn)品的內(nèi)部，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)過程、入庫過程、輸送過程的全面追蹤，從而避免在施工過程中出現(xiàn)信息偏差的情況，保證施工過程的信息準(zhǔn)確無誤，從而提高施工的整體效率。近年來，我國的裝配式建筑與 BIM 技術(shù)結(jié)合十分密切，其在裝配式建筑的施工階段被廣泛應(yīng)用，二者的完美結(jié)合不僅能達到提高資源利用率的效果，還能在一定程度上滿足各方的利益，保證各方的經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化。

2.3 充分應(yīng)用建筑模型

構(gòu)件拼裝是裝配式結(jié)構(gòu)建設(shè)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中BIM 技術(shù)有著非常重要的應(yīng)用。利用建筑模型，可以模擬整個裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼裝的過程，以便于對工程建設(shè)進度和建設(shè)質(zhì)量進行更精準(zhǔn)的把握。其次，借助于建筑模型，能夠在工程建設(shè)前及時發(fā)現(xiàn)潛在問題和風(fēng)險，從而及時解決問題、規(guī)避風(fēng)險，以確保建筑建設(shè)工作的順利開展。再者，通過利用建筑模型，還可以對裝配式結(jié)構(gòu)施工過程中的基礎(chǔ)設(shè)施和材料堆放區(qū)域、器械設(shè)備擺放區(qū)域等進行合理規(guī)劃，以保證施工質(zhì)量和安全。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑施工質(zhì)量控制過程中的應(yīng)用

3.1 預(yù)制構(gòu)件拆分過程中的優(yōu)化

以審查后的藍圖為基礎(chǔ)，運用BIM技術(shù)建立數(shù)據(jù)化的三維信息模型，對建筑中構(gòu)造規(guī)整、相似度高的構(gòu)件進行提取。提取完成后對構(gòu)件進行尺寸優(yōu)化拆分，形成規(guī)格相同、通用性強的構(gòu)件，以降低后期在工廠預(yù)制時的出錯率，提升在施工現(xiàn)場進行安裝時的便捷程度。

3.2 施工現(xiàn)場質(zhì)量控制

在開始現(xiàn)場施工之前，需要將零件運輸?shù)浆F(xiàn)場，并必須在組裝好的零件，空間和孔留在現(xiàn)場的情況下進行合理的計算。在分析中，可以使用BIM技術(shù)將時間和質(zhì)量信息轉(zhuǎn)換為5D模型。5D模型的優(yōu)點是可以全面模擬施工現(xiàn)場。通過仿真，發(fā)現(xiàn)了無法控制的困難，質(zhì)量容易出現(xiàn)問題，并且可以使用BIM技術(shù)進行識別。這可以引起對施工經(jīng)理的明確關(guān)注，使其專注于監(jiān)視和測量零件，并減少技術(shù)人員之前在施工過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

3.3 錨固層定位放線優(yōu)化

基于藍圖建立的三維信息模型，通過對PC構(gòu)件的扣除可得到錨固層墻板定位線及鋼筋點位點，導(dǎo)出點位平面圖。現(xiàn)場作業(yè)人員根據(jù)定位圖進行墻體放線及鋼筋定位作業(yè)。平面圖中可反映任意鋼筋定位點的位置關(guān)系，施工時可做到隨時定位隨時糾偏，施工質(zhì)量得到有效保障。

3.4 事后總結(jié)性質(zhì)量管理

施工后最常用的質(zhì)量管理方法是質(zhì)量檢驗。一般來說，將質(zhì)量檢驗的問題及時解決，但問題得到解決后，不能夠總結(jié)和積累類似問題，也無法提供其他建筑工地參考。這主要是由于缺乏經(jīng)驗和管理人員的總結(jié)認識，以及可用于支持質(zhì)量管理活動所缺乏的技術(shù)和工作經(jīng)驗。在使用 BIM 技術(shù)總結(jié)質(zhì)量管理工作中，可以通過網(wǎng)絡(luò)或計算機連接的數(shù)據(jù)和質(zhì)量檢驗人員與 BIM 技術(shù)的結(jié)果，并進行綜合分析和記錄以供將來參考。通過 BIM 技術(shù)，可對出現(xiàn)的問題進行統(tǒng)計存檔，通過分析數(shù)據(jù)積累相關(guān)經(jīng)驗、處理方法和過程以預(yù)測類似的問題，并反饋到施工管理的所有過程，以預(yù)測施工期間潛在的質(zhì)量問題，啟動步驟以實現(xiàn)適當(dāng)?shù)念A(yù)防。避免再次出現(xiàn)質(zhì)量問題，并減少后期施工中的錯誤成本。在施工過程中，應(yīng)不斷補充質(zhì)量控制點，應(yīng)建立公司的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)庫，并為后續(xù)的施工應(yīng)用或?qū)淼倪B續(xù)應(yīng)用提供依據(jù)。為早期構(gòu)建和過程控制提供強大的數(shù)據(jù)庫以支持項目的未來進展。因此，可以生成適合項目的質(zhì)量控制流程和管理模型。

結(jié)束語

基于我國經(jīng)濟高速發(fā)展的時代背景，由于裝配式建筑在緩解我國城市建筑短缺問題等方面具有十分重要的意義，由此，裝配式建筑的需求近年來也在不斷上升，我國對于裝配式建筑的整體質(zhì)量也提出了較高的要求。因此，我國裝配式建筑的設(shè)計工作者務(wù)必要根據(jù)建筑物的實際情況把握裝配式建筑的設(shè)計要點，不斷優(yōu)化裝配式建筑的設(shè)計水平，提高裝配式建筑的整體施工質(zhì)量，從而促進我國建筑業(yè)的整體發(fā)展水平和我國城市經(jīng)濟的發(fā)展水平。

參考文獻

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