裝配式PC 預制疊合板優化設計中BIM 技術的應用

易振國

（窯街煤電集團公司技術創新中心，甘肅 蘭州 730084）

1 引言

BIM 技術是以CAD 技術為基礎產生的多個維度的模型信息集成技術。而伴隨技術水平地逐步提升，此時被普遍地運用在裝配式建筑工程中。裝配式建筑不僅要契合建筑安全標準，而且也要契合節能環保標準，順應我國可持續發展戰略。裝配式疊合板讓之前的現場加工方式成功實現了升級，另外裝配式疊合板實操便利，成本相對低廉。文章將針對裝配式PC 預制疊合板優化中BIM 技術的運用進行深入分析，期望為該領域從業人員帶來一定的參考價值。

2 BIM 技術在裝配式疊合板施工的優勢

2.1 有效提高設計效率

傳統的二維圖紙設計流程多、時間長，而且偏差率極高。由于圖紙出錯使得工期延誤問題屢次出現，BIM 技術把設計形式從二維圖紙轉變至三維模型，納入了諸多的數據信息，能夠通過BIM 模型獲取疊合板用料、聯結、鋼筋配置狀況，而不是通過人工繪制圖紙，檢查信息，這就大幅度提高了設計的效率。

2.2 減少設計誤差

BIM 技術能夠充分發揮碰撞檢查的功能，通過多次核查設計結果，就能夠進一步糾正設計中現存的問題。在傳統設計環節中，通過人工審圖產生的誤差較大，但是使用BIM 技術可以減小圖紙審核人員的任務量，能夠及時發現鋼筋方位間隔、疊合板連接等方面存在的缺陷。

2.3 高效協同施工

BIM 技術平臺本質上就是一個數據共享平臺，在BIM 技術平臺信息開放的情況之下，多處環節的管控、設計工作者一同搭建模型，進行變更，有利于施工中的溝通，進而協同施工。信息開放還有助于各流程工作人員彼此監督，大幅度提升準確性。BIM 模型能夠呈現作業過程，避免與專業規劃存在沖突，有助于項目順暢進行。

3 BIM 技術疊合板深化設計平臺的功能

第一，確定拆分位置。依據投入資金數額、施工的困難程度劃分現澆板與疊合板的區域。這個部分通常依托Revit 系統完成，可將顏色作為劃分的依據，進而精準辨識各個疊合板區域。倘若工程中拆分區域相對很少，那就可以提供編號處理。第二，合理設計構建尺寸。在設計尺寸的過程中，相關人員要秉持“模數協調”的準則，針對預制構件的尺寸予以優化。而且疊合板的模具耗費成本較高，為了節省費用，相關人員要采取方法提升模具的利用率。為了便于聯結，相關人員要依據其他構件的情況明確疊合板厚度。第三，獲取相關信息和設計標準。對構件設計進行優化期間，有關人員需要得到構件的設計標準。這些工作需依托PKPM 結構分析系統開展，基于此得到結構內力數據和鋼筋配置數據。第四，對疊合板設計計劃進行優化。利用BIM 系統的檢驗效能推動設計工作開展，例如，疊合板連接點的方案優化等。

4 裝配式PC 預制疊合板優化設計施工重難點分析

首先，疊合板原本設計單位，根據單位屬地的基本標準完成初步設計工作，施工方要求依據施工現場狀況，利用BIM 工藝實現科學化的優化設計工作。考慮到PC 預制構件的設計、預制、轉移、儲存、吊裝以及安裝等流程的時間及空間跨度相對很大，技術繁瑣，工程場地較為狹小，怎樣細致系統地管控安全質量已經成為重點。其次，疊合板總體規模較為龐雜，構件規模多元，再加上運輸的間隔較遠，很難實現吊裝以及裝配精度，如果組織不合理就會損壞疊合板。在作業過程中，還需要根據疊合板的尺寸科學配備起重機種類，要利用BIM 技術予以吊裝設計，保證塔吊的運作區域科學，實現資源利用效率最大化。第三，樓板中預留出了一系列機電管線、水電管道等不同的孔洞，相關人員要利用BIM 工藝進行防碰撞以及疊合板的支撐系統設計，從而保證其具備相應的負荷力，同時還應該提供針對性的養護舉措，從而做到結構內實外美。

5 裝配式PC 預制疊合板優化設計中BIM 技術的應用技術分析

BIM 優化平臺，在采集疊合板結構內力信息以及設計指標之后，相關人員要充分利用Revit 軟件綜合疊合板作業次序、工藝繁瑣程度、工程成本等等。為了進一步辨別疊合板的各個區域，從而給建筑模型各個區域渲染不同的色彩。倘若工程拆分范圍較小，此時需要對疊合板提供編碼，這樣有助于拆分區域。因為疊合板模具加工較為復雜，造價成本高，為了進一步減少成分支出，相關人員要利用BIM 技術優化設計模具，如此一來才能夠達成模具利用最大化的目的。為了能夠順利連接疊合板，那么就要根據項目實際優化設計尺寸，而且還應該調整結構設計方案。

5.1 施工準備工作

在施工準備時期，要求進行總體策劃，這就涵括布置施工現場、起重設施選型、吊裝部署構件生產運輸及儲存、模板支撐機制策劃等環節。

在加工制作疊合板之前，要求及時優化設計圖紙，特別是吊筋尺寸、布置間隔距離以及數量。而在預制疊合板過程中，要秉持生產廠家施工技術予以制作，保證疊合板生產質量可靠。與此同時，還應該安排專業人士對疊合板出廠質量狀況予以檢查及核驗，比較常見的檢查項目包括錨固筋直徑、尺寸、吊筋規模、混凝土強度、表層平整度以及外觀質量等等，疊合板質量要契合設計標準。而疊合板要采取平板車予以運輸，接著于車廂下端平鋪通長木方，木方規格大約是100 mm×100 mm，接著于木方上平鋪厚度為15 mm 的硬橡膠墊。在木方鋪裝時，應當第一時間確定疊合板的具體規格，確保疊合板所受的力量均衡。疊合板暫時在場地堆放時，應當放置在塔吊能夠覆蓋的范圍，另外應當對放置位置進行硬化，確保施工現場平整。具體到疊合板而言，應當按照吊裝單元進行放置，疊合板放置層數應當不高于6 層，疊合板下方應當放置墊木，墊木分別放在跨中、兩個頂端大概200 mm 的位置，疊合板吊環應當朝上，墊木應當保持縱向垂直且處在同個水平面，如果是重量很重的疊合板，應靠近塔吊一端放置。

5.2 疊合板優化設計

考慮到BIM 的裝配式建筑施工重要條件之一就是進行科學的構建拆分。依據“少規格、多組合”的基本準則，相關人員要利用BIM 軟件優化升級模具的規模及組合形式。在優化設計疊合板的過程中，還要求及時整合結構模型以及機電。除此之外，輔助優化設計機電、水電裝配的預留預埋以及其他專業的平面預留洞口。在某項目中，節約了七十多種疊合板板型，這在很大程度上提升了模具通用程度以及疊合板的實際利用率。

5.3 疊合板拆分工作分析

在BIM 軟件中，根據裝配式建筑工程設計圖構建出的BIM 模型，往往是通過樓梯總體形式表現出來，所以要求先完成構件拆分，劃分成多個部分逐次核查。合理的構建拆分是裝配式建筑工程的重要基礎，拆分過程中，所以需要盡可能縮減模數，即減少預制構件的類型，改善方案縮減成本。在施工期間，運用BIM技術劃分區域后，在疊合板位置剖析設計圖，例如疊合板運用數量、框架結構等。

5.4 疊合板施工節點優化設計工作分析

首先，對于疊合板的連接節點。所謂疊合板指的是將預制板與現澆混凝土結合形成的全新架構方式。在作業過程中，運用疊合板上面混凝土澆注的方式將所有疊合板連起來，其具有整體剛性突出、開裂概率較低等優勢，使用疊合板可以提前設置鋼筋的排列方式。其次，針對疊合板和現澆板之間的連接節點，這在很大程度上影響著裝配式建筑的實際強度。運用BIM 技術建立多維模型，仿真現澆板與疊合板聯結處鋼筋的放置方式，能夠有效降低遺漏降板區域出現直筋的概率。最后，針對疊合板與預制墻體之間的節點。精準的信息是疊合板與預制墻體連接節點的核心所在，如果構件直徑出現偏差，那么就會造成搭接不暢。利用BIM 技術完成數據分析工作，有助于提高信息的精準度，搭建三維模型對施工予以模擬，減少了修改設計的費用，縮減了工程周期。建筑工程施工中疊合板同墻體搭接都有一定的長度約束，只要超出既定的直徑，就極易在作業過程中出現爆漿問題。所以，在實際作業之前，務必要采取BIM 技術予以施工模擬，在信息準確無誤后方可作業。

5.5 吊裝優化設計

在保證順利吊裝的基礎之上，為了實現節省支出及便于施工的目的，相關人員要利用BIM 技術，針對主樓標準層，依據區域板塊按順時針的方向進一步劃定各個吊裝區域，在各個區域提前裝配中間板塊。與此同時，依據PC 預制疊合板的不同類型，由此順利起吊受力予以核驗，預先留出樓板吊鉤方位，而且還要進一步增強吊鉤鋼筋配置，確保疊合板結構受力勻稱，可以實現安全吊裝。與此同時，還應該利用現場塔機裝置吊裝裝配式構件，依據構件自重以及構件儲放區域距離，選取不同的塔機種類。根據吊裝計劃對疊合板予以編碼，接著再順次提供疊放及吊裝，不允許間隔吊裝。在起吊的過程中，還應該從預留的吊鉤方位予以施工，存放疊合板的先后順序和構件吊裝次序保持統一。考慮到本工程施工場地相對較為狹窄，此時就需要把全部PC 預制構件予以統一集中儲存，根據結構設計荷載有關規范，存放疊合板層數要嚴控在6 層之內。

進一步來說，考慮到構件數量龐大，但是儲存的區域較為狹窄，本工程利用物聯網工藝手段，一旦完成相關構件，就要求將構件結構信息產出二維碼標識在構件上，二維碼信息一般覆蓋了疊合板生產時間、配筋、規模、構件對應編碼、儲存區域、吊裝順序等等，確保PC 預制構件全部有關信息可以追根溯源，從而實現裝配式作業精細化。

5.6 碰撞檢查工作分析

在裝配式建筑疊合板作業過程中，BIM 技術所具有的碰撞檢查性能發揮十分重要的作用。利用BIM的輔助程序NavisWorks，能夠對裝配式建筑三維碰撞情況進行高效檢查。具體來說，相關人員要對裝配式建筑的總體結構、構件、連接節點予以全面地核查，利用多個環節的信息采集、分析以及處置，在第一時間內察覺到設計中的誤差，減少成本。把碰撞檢查結果上交至設計單位，在第一時間內修改疊合板方位、鋼筋布局情況等等，確保工程能夠順利開展。相較于過往的單專業校審，BIM 技術所檢查的信息愈為精準。

5.7 疊合板鋪裝工作分析

設計優化改進期間，有關人員使用BIM 技術模擬墻體支撐，從而讓疊合板鋪裝計劃得到優化。在裝配式建筑項目中，通常需要根據建筑實際需要采用恰當的支撐模式。依托BIM 技術對預制墻體和疊合板中的支撐情況進行模擬，避免兩者產生嚴重的碰撞。在模擬過程中，還能夠明晰疊合板中支撐螺栓的方位，從而給施工的順利完成奠定基礎。

5.8 疊合板模具設計工作分析

BIM 技術可以搭建三維建筑模型，同時開始構件拆分，接著再對各個構件予以優化設計。疊合板模是一種較為典型的構件模具之一，所耗費成本較高，利用BIM 信息平臺可以分析項目模具信息，同時秉持“少規格、多組合”的基本準則，如此一來就能夠統計模具的數量和組合形式，減少模具費用。在制作之前，相關人員要全面采取BIM 軟件予以分析，防止資源耗損。

5.9 現澆板帶優化設計工作分析

某項目疊合板縫為整體式拼縫，利用BIM 技術優化設計310~360 mm 寬現澆板混凝土板帶。針對各個相鄰跨度的板帶，相關人員要保證拉通順直，如此一來，就有助于保證支設模板時的持續性，同時還可以保證控制支撐體系的穩定。因為疊合板通過雙向板受力，此時現澆板混凝土板帶兩端的疊合板底部，延伸出的鋼筋都應該錯開，同時要在端部安置180°彎鉤。

5.10 提供三維碰撞檢查

相關人員要利用BIM 輔助軟件，對疊合板等裝配式構件環節提供科學化的三維碰撞檢查，利用對裝配式建筑的總體架構、各構件、連接節點、施工環節予以準確的信息采集，整合及分析處置，而且還能夠高效地發現設計漏洞，在第一時間內調整疊合板方位、尺寸、鋼筋布局情況等，從而保證施工安全及精度，減少成本支出。

6 結束語

總而言之，在裝配式疊合板作業期間，恰當運用BIM 技術有助于項目建設質效的有效提升。BIM 技術和裝配式疊合板作業模式結合使用已發展為當今的大方向，建筑企業積極運用BIM 技術，有效運用該技術在數據集成方面的功能，在促進裝配式建筑發展的過程中，還能夠獲取可觀的物質收益。