BIM技術在裝配式混凝土結構工程中的應用

張萬松

【摘 ?要】BIM技術是一種三維建模技術，其能夠通過相應的參數數據模擬出相應的3D模型，理論上只要確保參數數據準確、完整，那么模型與實際目標之間不會存在差距。在裝配式混凝土結構工程當中，為了保障管線孔洞能夠順利對接，通過BIM技術建模，可以直接判斷建筑工程成形之后，是否存在沒有對接成功的孔洞，如果存在那么可以在模型上對該孔洞進行調節，直至所有孔洞對接成功。關于BIM技術在裝配式混凝土結構工程當中的應用表現還有很多，本文將對此進行相關分析。

【關鍵詞】BIM技術;裝配式混凝土結構;應用

隨著社會的快速發展，綠色建筑越來越受到人們的青睞。建造形式也由原來的傳統建筑向裝配式建筑轉變，越來越多的省市都開始推廣裝配式建筑，BIM技術和裝配式建筑的組合也越來越受到人們的關注。本文通過對BIM技術在裝配式建筑全生命周期中的應用研究，得到了設計階段、構件生產階段、施工階段和運營階段四個不同階段的主要應用情況。與此同時，本文論述了BIM技術在裝配式建筑應用中面臨的問題，并針對問題給予了對策建議。

1BIM技術

1.1 BIM技術定義

BIM（BuildingInformationModeling）即建筑信息模型，而事實上，建筑信息模型技術理論在BIM出現之前，在歐美一些地區發展已超過30年以上了。而由美國建筑科學研究院與設施信息委員會聯合編制的NBIMS中對BIM進行了如下定義：BIM（建筑信息模型）是對設施的物理特性和功能特性的數字化表示，它可以作為信息的共享資源，從項目的初期階段為項目提供生命全壽命周期的信息服務，這種信息的共享可以為項目決策提供可靠的保證。同時在項目的不同階段，不同利益相關方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協同作業。

1.2 BIM技術的特點

1.2.1 可視圖化

BIM技術可直接提取工程的幾何特性、物理特性和功能特性等信息建立數字模型，從而實現施工設計的各個階段，包括方案設計、初步設計、施工圖設計的BIM出圖和展示，而不需要借助其他手段或工具重新創建可視化模型，圖1為BIM技術建立的施工模型圖示例。BIM技術主要依賴于BIM建模軟件平臺，可以直接出建筑施工圖，拓寬了可視化的范圍，甚至還具有動態施工模擬、日照分析模擬等可視化功能。BIM建模軟件種類雖然繁多，但主要是Revit和廣聯達這兩個平臺，細分下來有比如Revit建筑、廣聯達土建算量、廣聯達建模等軟件用于土建算量;廣聯達鋼筋算量軟件等用于結構算量;RevitMPE、廣聯達magiCAD等主要應用于機電，TEKLA等主要應用于鋼構;廣聯達場地布置軟件等用于場地設計;在利用BIM建模核心軟件建立了主要包含建筑、結構、安裝等信息在內的各類參數化模型之后，可以將它們集成為綜合信息模型。

1.2.2 協調性

建筑工程的設計方、施工方、業主方、監理方等不同利益方的溝通是一個比較困難，需要各方協調的問題。如果各方未能進行有效溝通，就可能會導致施工碰撞、實際施工與設計圖不符等問題的發生。而BIM技術具有很好的協調這種關系的特性，有利于設計人員或施工人員對施工過程遇見的技術問題做出快速反應，比如通過碰撞檢測系統對BIM模型進行鋼結構碰撞檢查。BIM模型支持不同利益相關方在項目的不同階段在設計圖中增加、提取、更新和修改信息，使設計和圖紙的修改不受時間、空間以及其他工具的限制，且設計和圖紙始終保持一致，以支持各方協同作業。更加重要的是，BIM技術的應用可以在正式圖紙出來之前就能發現問題，并與設計方討論圖紙的修改意見，以降低施工難度和成本。

2 BIM技術在裝配式建筑中的主要應用

2.1 BIM技術在設計階段的應用

在設計階段，按照標準化、模塊化進行設計，利用Revit軟件創建項目所需的族，建立形成完善的構件庫，例如預制柱、預制梁、預制板、預制樓梯、預制外墻板等。建好族庫后，后續的建筑、結構、機電設計可直接運用族庫中選擇所需的族進行三維可視化模型搭建，大大提高了設計的效率。不僅如此，建好的族庫可為以后的項目所用。并且可以直接為構件廠提供可供生產的詳圖。

在傳統的設計中，由于項目體量大，設計人數多，出現建筑與結構矛盾的現象。例如，電梯井、管道井等的位置建筑與結構對應不上的情況。或者出現建筑與裝修不對應的現象，還有可能出現土建與機電矛盾的現場。各專業之間協調性差，導致工作效率低。CAD二維圖紙中存在的錯、漏、碰、缺現象難以被查出，而BIM技術可以得到很好的解決。BIM可以進行三維可視化模擬，構件設計完成后，利用BIM相關軟件可以檢測各構件和設備之間是否有碰撞現象發生。并且可以對碰撞進行標志，檢測完成后可以生成碰撞報告，方便后期的修改。

2.2 BIM技術在工廠預制生產階段的應用

預制構件設計完成后進入工廠生成階段，在生產之前，設計會進行設計交底。傳統施工中，常運用二維圖紙進行交底。往往難以掌握設計意圖而效果不佳甚至導致構件生產錯誤。通過BIM技術可以進行三維可視化交底，效果突出。在裝配式建筑預制構件生產過程中，可將BIM技術和RFID技術進行結合。RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，叫作射頻識別技術。通過在預制構件內放置芯片，既可以通過構件生產管理子系統從BIM數據庫里讀取對應構件的設計參數，與此同時，通過RFID技術可將預制構件生產時的各種信息反饋給BIM數據庫，實現了交互的功能。簡單來說，RFID芯片就是預制構件的身份證，可更好地實現BIM在裝配式建筑全生命周期的管理。

2.3 BIM技術在施工階段的應用

項目進場以前，運用BIM進行場地布置，塔吊位置、鋼筋加工棚、木工加工棚、材料堆場、臨建布置等都可以通過三維圖進行清楚明了的表達、根據工藝圖編排好預制構件的吊裝順序，根據吊裝順序向工廠提供構件需求計劃。通過RFID和BIM技術，組織現場的施工部署，構件進行合理的堆放，避免出現構件翻轉和二次轉運的問題。

利用BIM技術可以進行施工進度和施工組織模擬，將預制構件安裝時間輸入軟件中，可以在虛擬環境下對承建項目進行仿真模擬施工。橫道圖和3D動畫模擬能夠同時直觀地展示出來。與此同時，管理人員可以查看任意階段的施工進度模擬情況。在實際施工中，結合BIM虛擬施工模擬，運用PDCA循環法則，及時進行計劃進度和實際進度的對比分析，優化現場的人員材料機械等資源配置。在安全、物資、質量、商務等管理方面，BIM技術結合RFID技術，對項目施工管理大有幫助。

3結束語

改革開放以來，我國的社會經濟條件得到了極大程度的改善，人們對于房屋建筑的需求的也越來越高，為了更好的滿足人們日益增長的住房需求，裝配式房屋建設應運而生，裝配式房屋建筑有別于一般房屋建屋，它對于建造房屋的技術要求更高，需要強大的科學技術做支撐，在裝配式房屋的建設過程中如果能夠有意識的引入BIM技術，可以極大的提升建筑的品質，及時的發現房屋設計以及建筑施工過程中存在的問題，從而有效的減少工程施工的時耗，最大限度的降低工程施工的總成本，提高建設施工單位的整體經濟效益。

參考文獻：

[1] 王海瑞.房屋建筑裝配式混凝土結構關鍵技術分析[J].建材與裝飾，2017.