裝配式混凝土結構工程中BIM技術的應用策略

李承明

摘要：伴隨著建筑越來越往著產業化的方向發展，裝配式建筑所占的比例在建筑市場中也變得越來越高。裝配式建筑工程施工的整體水平和質量也越發引起關注。文章主要介紹了BIM技術所擁有的特點，并且分析了在裝配式建筑中運用BIM技術的必要性，探討了BIM技術在裝配式混凝土結構工程施工中的具體應用，即裝配式建筑與BIM技術的協調發展并提供了想法。

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑;應用策略

Abstract： With the development of architecture towards industrialization， the proportion of prefabricated buildings in the construction market is becoming higher and higher. The overall level and quality of prefabricated building engineering construction has attracted more and more attention. This paper mainly introduces the characteristics of BIM technology， analyzes the necessity of using BIM technology in prefabricated buildings， discusses the specific application of BIM technology in prefabricated concrete structure engineering construction， that is， the coordinated development of prefabricated building and BIM technology， and provides ideas.

0? 引言

在我國，裝配式建筑自發展以來，其過程并不是那么的平穩的。就混凝土結構而言，業內一直存在著“現澆和預制之辯”。隨著現階段裝配式技術相對以前取得了明顯的進步，現如今的大趨勢是建筑工業化發展，在響應發展綠色環保建筑的號召下，我國建筑結構發展的重要方向已朝著裝配式建筑結構的方向發展。通過在裝配式混凝土結構工程中應用建筑信息建模（BIM）技術，不僅可以讓全生命周期的精細化管理的目標在裝配式建筑結構中得以實現，而且有利于促進裝配式建筑結構的發展，這樣一來可以提升工程總體效益[1]。

1? 裝配式建筑運用BIM技術的必要性

1.1 BIM技術概述

社會和時代是不斷發展的，因此不斷更新的計算機信息技術也已經開始進入并且應用到建筑行業的發展過程中，建筑行業也已初步進入計算機技術的輔助和普及階段。隨著BIM技術的引入，我國傳統建筑過程中的信息管理問題被迅速解決了。從傳統角度來看，BIM是一種建立在建筑學理論之上的一種技術形式，可以及時準確地收集建筑施工過程中產生的各項信息和數據，從而構建出完整的建筑信息模型，在一定程度上來說是對建筑生產信息的一種管理和存儲方式。BIM技術在建筑發展過程總應用的基礎是建筑工程中出現的相關信息和數據，根據收集而來的信息利用仿真技術模擬出有關建筑工程的相關信息。BIM技術最早被西方國家引入建筑施工工作過程中，并且取得了良好的效果，我國與其他發達國家相比引入時間相對較晚，因此在建筑工程的應用中發展并不完善，因此這種技術在我國國內的建筑行業發展中速度緩慢，但近幾年來，發展速度越來越快，因此在裝配式建筑中運用BIM技術是有必要的。

1.2 建立建筑資源庫，提高資源管理質量與效率

BIM技術是目前建設設計和施工資源數據庫的重要工具。數字化的特點是自BIM技術的發展以來所具有的，人們可以使用這項技術預制建筑工程設計中使用的資源，通過數字化模型數據來進入企業管理數據庫。在預制構件施工中，人為因素對管理質量的影響往往會較大，這是因為傳統的建筑信息化管理模式下往往存在大量的計算和統計工作。所以，一些經常發生的人為操作失誤往往會引起不必要的損失。通過BIM技術來建立一個存儲庫來管理各類建筑信息資源，分類放置在BIM軟件中，無論是以數字形式的列表形式，還是查詢每個項目的資源后，都變得非常方便，這樣一來就能有效地提高了資源信息管理的質量和效率。

1.3 深化圖紙的生成，指導預制構件加工與生產

施工企業結構設計研究成果在裝配式建筑工程結構設計中的重要體現往往是設計圖的生成。如何深化設計圖紙在傳統的設計方法中一直是設計師的一個重要的問題考慮因素，其中關卡設計更是設計師的重要體現。通過在網絡建立起BIM三維的構件模型，設計師可以利用BIM軟件系統來進行教學設計。在工作管理者操作時只需將各種構件生成和加工工藝信息處理數據轉變成為二維結構設計圖，就能將裝配式構件的加工和生產在指導下變得更好。建筑預制構件的加工生產通常規模很大，種類繁多，從而導致傳統的工業預制工藝計算量巨大，另外，由于缺乏科學的施工標準，在預制構件的計算中會很容易出現各種誤差，從而影響構件的精度，進而影響裝配式建筑施工的順利開展和整體施工質量。根據工程設計和施工要求準確輸入構件的基本信息，然后通過在建筑結構設計中應用于BIM技術，軟件就能自動完成各種精度分析計算，這樣一來，就能有效避免傳統人工計算方法中因為人為因素而造成的各種誤差，而減少了誤差，就能有效地提高了建筑結構設計的精度[2]。

2? BIM 技術在裝配式混凝土結構工程中的具體應用

2.1 在建筑設計階段的應用

2.1.1 深化設計

構件和預埋件的數量在大型復雜的工程項目中往往龐大，設備管線眾多，布置復雜。在傳統的二維深化設計中，只是將各專業的平面管線布置圖疊加在一起，按照一定的原則確定各種系統，確定管道的相對位置和原則標高，然后繪制關鍵部位的局部橫斷面圖。此種深化設計方式設計周期長，并且不夠直觀，引入三維可視化BIM技術后，利用基于BIM技術的軟件，如Tekla Structures和Magic CAD，能夠實現預制構件鋼筋的三維生成和預埋線槽的三維協同設計和機電管道的點位布置，這樣在完成后項目建筑外觀在施工前呈現，能表達直觀清晰。在提高準確度的同時，大大提升了設計的效率。

2.1.2 復雜節點處理

構件預制和現場裝配是裝配式建筑具有的固有特點。一般的建筑結構都需要具有足夠的整體剛度和抗震性能，為了讓建筑結構滿足這些要求，需要解決存在鋼筋密集、層次多、預制構件連接節點混凝土澆筑困難等施工的難點。使用所述結構BIM軟件3D模型，設計人員能夠實現配置在三維模型節點實際鋼，讓復雜地鋼筋節點的細部做法能夠被施工人員能夠清晰地理解，減少因對平面圖紙的理解差異而出現的裝配失誤，確保施工方案的合理可行，提升施工質量。

2.1.3 碰撞檢測

BIM技術發展和應用當中最直觀、最經濟的功能問題之一是舉行碰撞檢測。預制混凝土在結構設計中，除了專業水，電導管和集成檢測時，鋼的輪廓和內部之間的碰撞和鋼筋預制之間的加強構件需被嵌入和碰撞檢測焦點。BIM設計可以通過快速開發生成碰撞檢測工作報告，并對revit模型進行多學科聯動修改，這點在傳統的二維設計方法中是沒有的。與此同時，模擬安裝BIM在碰撞檢測結束后也是可以的。根據仿真研究和分析的結果，可以進行對早期修改教學設計，減少施工管理階段的設計次數的變更，從而減少在施工作業上所消耗的時間[3]。

2.2 在施工管理過程中的應用

2.2.1 材料監管

運用BIM這項技術，能夠發現施工現場的差異、預制構件的歸類求和、建筑材料的使用數量，以及現實使用情況的分析，并能夠將材料輸入實時調整計劃，還可以根據施工作業和需求估算預制量。在不同的階段，為庫存控制提供了基礎。通過將BIM技術與RFID智能識別信息技術這兩項技術相互結合，我們能夠將構件的位置和進度管理屬性添加到數據庫中，并鎖定每個構件所在城市區域的地理位置和管理進度控制狀態、精密預制構件能否按計劃進行、現場時間、場地、資金占用等。

2.2.2 場地布置管理

裝配式建筑施工現場布局和建筑結構原位之間有很大的區別，為滿足安裝，不減慢每天的工作生產，制造建筑工地需要堆放大量負荷。正因如此，在堆放位置的選擇上，往往就會變得尤為關鍵。在一個方面上，我們要考慮塔吊吊裝范圍和車輛運輸發展規劃，避免或減少第二次進行搬運;另一方面上，我們要考慮其他項目的施工技術環境，保證工人學生順利開展工作。通過BIM技術，可以來實現場地布局的模擬，通過外推法合理規劃場地區域線路，可以對水電有針對性的布置，動態優化各功能區。

2.2.3 吊裝環節管理

眾所周知，BIM具有較強的模仿功能，在預制混凝土結構施工中，合理應用該技術的模擬性能，能夠對吊裝環節實行提前預測和了解，明確掌握吊裝的具體流程，并對模擬吊裝中出現的問題予以分析研究，然后制定合理管控措施，保證吊裝工程質量。應用BIM對吊裝施工進行前瞻性分析，可以有效地減少吊裝作業中不利因素的影響，增大在吊裝作業時候的安全性，減少發生危險及造成損失的形成[4]。

2.3 在后期運營維護及拆卸階段的應用

2.3.1 運營維護

使用BIM技術可以成功的實現裝配式建筑在使用壽命期的綠色運營維護管理。通過運用BIM技術，我們能夠記下數據和定位空間位置的信息。將鑲嵌在RFID芯片設備內部中的預制構件與BIM和RFID技術相結合，能夠將施工企業信息導入到資產管理控制系統，供建筑物監控和使用。因為BIM模型是高能耗選址的，操作和維護管理者可以分析處理數據過程中的能源消耗來盡可能快地解決BIM軟件準確定位。

2.3.2 拆卸階段

由于社會的快速發展，裝配式工程中存在的拆卸問題也是不可避免的。為了能夠提高拆卸效率，通常在拆卸過程中，我們在進行裝配工程的工作時候，會運用到BIM技術，以此來減少時間上的損耗，它還可以減少項目拆遷對周圍人和建筑物的影響。此外，一些可回收的資源可以通過采用BIM技術進行拆解完成后，進行第二次開發和回收利用，這一點達到了環保節能的初衷，為企業節省了更多的資金成本。

3? 結語

如果說能夠將BIM技術運用到裝配式混凝土的結構工程中去，不僅可以減少環境污染，而且能夠讓資源的優化配置和充分利用的目標得以實現，還可以通過指導建筑施工，讓裝配式建筑的施工質量和效率變得更高。在今后的發展中，就要高效的將BIM技術應用在設計管理、生產管理、施工管理、運營管理中，以此加強裝配式結構工程的標準性、規范性，深入提升工程的建設質量，促進建筑行業的持續發展，為我國建筑行業的發展帶來全新的發展空間。

參考文獻：

[1]陰云芳.試析BIM技術在裝配式混凝土結構工程中應用[J].建材與裝飾，2019（11）：12-13.

[2]鄭安朝.BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用[J].住宅與房地產，2018（31）：164.

[3]李文才.BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用研究[J].安徽建筑，2018，24（04）：52-53.

[4]梁斌.BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用[J].現代物業（中旬刊），2019（08）：50.