BIM技術在預制裝配式混凝土結構設計中的應用

段飛 孫寧

摘 要：隨著我國工業化系統不斷完善，BIM技術的出現，使得預制裝配式混凝土結構設計質量不斷提高，促進了混凝土結構預制標準符合一定規范。基于此，文章首先分析了BIM技術和預制裝配式混凝土結構概念，之后研究了BIM技術應用到預制裝配式結構設計中的優勢，最后探討了具體的應用，內容供大家參考和借鑒。

關鍵詞：BIM技術;預制裝配式混凝土;結構設計;應用

隨著建筑行業工業化的不斷發展，有效緩解了我國日益突出的人口、資源、環境等方面的壓力。而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技術概述

BIM技術為一種建筑信息模型，將計算機技術作為基礎條件，為其執行三維成像技術，能在整個結構中為其執行一種方法和技術。當前，我國的建筑工程預制裝配式混凝土結構是基于BIM技術來有效發展的。BIM技術為工程建設與執行的主要條件，通過建筑信息模型，能對建筑總體數據模型做出思考，也能精確到每個細節，確保為預制裝配式混凝土構建合理參數，將其作為一定標準，實現整個建筑工程預制裝配式混凝土結構的標準化。在該技術積極使用下，不僅能促進工作的標準化，也能縮短工程的整體建設周期。基于對BIM技術的應用，也能更為詳細的對建筑工程細節做出分析，尤其是工程中的原材料數量、類型、質量等，都能為預算工作提供便利，確保能更為合理的控制其質量。

2裝配式混凝土結構

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。

3 BIM技術在預制裝配式工程建設中的應用優勢

3.1產業化建造工期可控

在對預制裝配式建筑進行相關設計的過程中，要以施工現場施工所用到相應構件數量為標準，在BIM中建立與之相一致的構件庫，這樣可以提升設計單位、構件廠和施工單位實現協調合作，把生產環節做到集中操作，根據現場的實際需要生產出同等數量的構件，不但可以使現場勞動力得到優化配置，還有效防止了材料浪費的情況出現，有利于提升施工效率。為了做到在設計過程中合理進行人員分配，可以在運用BIM技術的基礎上，在虛擬的三維模擬建造環節適時引入勞動力、物資和施工現場等必要元素，利用統籌時間和人力的發展觀念，以優秀的設計指導施工現場，可以在保證工程質量的同時加快工程進度。

3.2實現設計、施工一體化建造

將BIM技術應用到預制裝配式混凝土結構設計過程中，其能夠提高精準度，并且覆蓋面廣，在實際草操作過程中可以有效解決建筑設計圖紙中的不足之處，在具體的操作階段不斷促進設計與施工的協作聯系，從而搭建設計施工一體化平臺，主要以施工現場的具體情況為基準，通過對各個流程的審查考核，對施工方案加以完善，搭建預制裝配式BIM模型，同時還要一次性做好拆分模擬等施工要點。此外，以設計環節中得到的BIM成果為基礎，工程師可以完成相應的計算、測量環節，嚴格掌握脫模、吊裝和支撐的時間、位置，直到形成完整度較高的BIM信息模型，可以對施工過程進行有效指導。

3.3三維技術交底工作的優化執行和發展

在工程積極施工中，要增強增強的質量，在具體執行期間，執行裝配式混凝土結構施工工作，還無法為其提供豐富經驗。所以，在對現場工作優化執行的時候，要對工程的具體特點、技術要點、其存在的難點等詳細研究，促進三維技術形式的優化形成。尤其是套管灌漿、疊合板支撐等各個構件等，提出的施工方案都需要將其與BIM技術進行結合，展現三維模型，促進現場工程效率的穩定提升。

4在預制裝配式混凝土結構設計中BIM技術的應用

4.1利用Auto desk Revit軟件的三維可視化建模

設計人員運用Auto desk 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。

4.2 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，從而提升了制造和安裝效率。

4.3仿真模擬

利用Navisworks對工程中的關鍵節點的吊裝工況進行施工仿真模擬，對施工中的吊裝環節進行了生動形象的展示，為施工方案的制定提供參照，加快了鋼結構的吊裝速度，同時也提高了構件的安裝精度。

4.4住宅產業化和PC

預制裝配式建筑就是在工廠加工完畢的配件，完好無損的運達工程現場，經過一系列的施工操作形成住宅建筑。而PC住宅的建造原理類似于汽車的生產制造，是全新的發展模式，因為其專業化和環保性能較強，有利于我國建筑的可持續發展，未來的發展道路極為廣闊。在建筑工程建設中，也需要工程師嚴格遵守住宅模型標準設計，建立PC結構所需要的構件庫，優化設計階段，從設計好的構件庫中選取所需用的標準構件到項目中，使每一個標準的構件搭接裝配成三維可視模型，從而有效提升設計人員的工作效率。為了更好的體現裝配住宅的顯著優勢，從設計到施工嚴格按照標準戶型操作，直至形成裝配式建筑模型庫，都需要BIM技術的參與，構建三維實體模型，從而實現對建筑結構模型設計的標準化和工業化。

綜上所述，在預制裝配式混凝土結構中應用BIM技術，不但可以解決施工中由于構件原因所產生的一系列問題，還能夠在保證工程整體質量的同時，最大程度的提升施工效率，保證工程進度和控制工程成本。因此，建筑行業應該在預制裝配式結構設計中，適時建立BIM參數化構件庫，優化設計建筑模型，從而為我國建筑事業做出貢獻。

參考文獻：

[1]湯清平.論BIM技術下的預制裝配式混凝土結構設計方法[J].山西建筑，2017，43（06）：60-61.

[2]許多.BIM技術下預制裝配式混凝土的結構設計分析[J].工程技術研究，2017（12）：219-220.