BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用研究

沙立英

中鐵北京工程局集團北京有限公司 北京 100070

BIM即建筑信息模型技術可以作為建筑物生命周期過程中可靠的共享資源，發揮其在可視化、工程分析、碰撞檢查、造價分析、工期管控等多方面用途的作用，歸根到底，BIM 技術就是一種產出、應用和管理建筑物信息的手段，BIM 是將建筑實體信息化、數據化的集成技術，在建筑全生命周期為不同專業提供信息、數據的共享和交互，達到融合各方共同協作，高效完成項目的作用[1]。

1 裝配式建筑工程的概述

裝配式建筑在設計建筑階段已經對建筑的結構構件進行選擇預制，并且規定了結構構件的裝配工藝，最終在個體建筑施工階段進行構件的組裝來進行裝配施工。通過裝配式的施工方式，提高了整體建筑的施工效率。實現裝配式施工，最主要的是需要在建筑工程施工開始之前就對需要裝配的構件設計完畢，這就要求設計者能夠把握整體的建筑設計，避免在后期組裝裝配時產生不匹配不適用的情況。構件由工廠進行生產，其成本遠低于傳統的整體結構的生產，降低了工程施工的成本，提高了資源的合理利用。除了成本的減少之外，運輸和施工難度也有所降低。建筑施工所需配件都較龐大，且不方便運輸，但是運輸結構構件顯然要比傳統的配件更容易操作。

2 BIM技術應用于裝配式建筑的優勢

2.1 施工單位的優勢

建筑施工現場對構件的組裝是裝配施工的核心步驟，建筑工程的結構都由這些部件組裝后才能夠完成，因此構件裝配過程十分重要。BIM 技術能夠通過數據信息模擬現場的裝配情況，對每個構件進行實時的監控和調配，減少裝配過程中出現的數量不對，構件不清等情況，對于每個構件的數據信息也可以通過BIM技術直接進行調取，能夠減少許多錯誤情況的發生，讓裝配工作在BIM技術的輔助下有條不紊地進行[2]。

2.2 構件制造商的優勢

裝配式建筑施工最重要的就是要構件的精細化。由于裝配式建筑是將一個整體模塊拆分成多個構件通過最后組裝所進行的，每個構件與構件之間的數據不能夠相差過多，甚至要做到最小差異性來保證結構的穩定性和完整性。BIM技術的應用能夠有效解決構件之間的精確程度。信息數據處理是BIM 技術的最大優勢，它能夠將根據每個部件的標準尺寸進行結構的設計，在進行構件生產時，可以直接利用 BIM 技術將數據導入生產構件的機器中，實現每個部件的數據能夠保持一致，而構件生產商也能夠放心迅速地投入批量生產，提高了構件的生產效率，同時也節省了許多生產成本。

2.3 建筑單位的優勢

建筑單位在建筑工程項目中作為投資方，因此需要與工程中各項目的負責人保持密切的聯系，并且時刻關注整體建筑的施工進程，從而才能把握全局，推動整個建筑工程的施工。在建筑工程中有幾個問題是必須要建設單位來解決，例如如何縮短項目工期，降低建筑成本，控制施工風險等。

3 BIM技術在裝配式建筑結構施工中的應用

3.1 設計階段

目前我國裝配式建筑的設計過程依然遵循著傳統現澆建筑設計的流程，依舊按照現澆的方式設計，之后交由裝配式建筑設計單位進行專項設計。深化設計單位根據主體設計圖紙發現并提出不符合裝配式建筑設計規范和不利于施工的部位，然后將問題反饋給主體設計單位進行調整，如此一來，不僅浪費了大量時間，而且有些部位是無法調整的，直接導致裝配式建筑設計處于被動局面，預制構件拆分出現不合理的情況，最終導致項目成本增加等問題。BIM 技術可視化和可協調性可以有效解決這些問題，運用 BIM 技術的可視化進行預制構件合理性的分析，同時，對預制構件中涵蓋的各專業信息進行核對及碰撞檢查[3]。

3.2 生產階段

裝配式建筑中采用的預制構件是由專業生產廠家根據深化設計圖紙進行生產的。現階段，鑒于構件圖紙是以二維圖紙的形式提交的，在預制構件生產前，會由模具設計單位借助 BIM 軟件，根據二維圖紙設計構件模具，生產模具，最后交由構件生產廠家進行生產，此過程雖然也有使用 BIM 軟件進行設計，但是涉及的專業單一且并未實現模型數據的交互、傳遞，最后會造成模具設計和實際構件有誤差。通過項目在規劃設計階段使用BIM 軟件，裝配式建筑設計單位直接接收 IFC 格式的 BIM 模型數據，然后進行預制構件深化設計，BIM 軟件可以將預制構件的尺寸、配筋、預埋件、水電等信息均表達出來，然后完善后的構件模型也是通過 IFC 數據的形式直接傳輸給工廠生產系統，借助 BIM 軟件自動生成構件的下料單，包括構件尺寸、數量等信息，工人可以借助移動設備實時查看、核對預制構件信息，真正實現 BIM 模型數據的交互，更有助于實現建筑工業化生產甚至個性化定制。

3.3 施工階段

施工現場管理長期以來是施工管理的重要組成部分。裝配式建筑施工單位必須對施工現場環境實施統籌化全方位管理，增強管理嚴格性與預見性，確保預制構建能夠合理擺放于施工現場，降低現場雜亂度，提升現場構件儲存安全性。在傳統建筑施工過程中，由于預制件在類型、材質等方面存在差異且需求數量較多，常由于編制和擺放的不規范性影響到構件使用質量，甚至影響施工項目進度與質量。而在 BIM 技術幫助下，施工現場管理可實現更精確化的安排。通過模擬管理讓各項細節真實有效。