淺析BIM 技術在裝配式剪力墻結構建筑中的信息化應用

郝志強

（山西二建集團有限公司， 山西 太原 030000）

1 概述

1.1 裝配式建筑

裝配式建筑是指結構系統、外圍護系統、設備與管線系統、內裝系統的主要部分采用預制的構件在工地裝配而成的建筑。

發展裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措。

2017 年06 月14 日，山西省人民政府辦公廳印發《山西省關于大力發展裝配式建筑的實施意見》中提出2018-2020 年要形成一批以設計、施工、部品部件規模化生產企業為核心、貫通上下游產業鏈條的產業集群。裝配式建筑產業基地數量和產能基本滿足全省發展需求。到2020 年底，全省11 個地市裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到15%以上，其中太原市、大同市力爭達到25%以上。

1.2 BIM 技術

BIM 為建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，具有可視性、模擬化、協調性、優化性、可出圖性等優點。

2 應用案例

2.1 工程概況

項目為山西省太原市泰瑞城住宅項目一標段，共建設4 棟住宅單體樓及地下車庫，其中4 棟住宅樓為裝配整體式剪力墻結構體系。總建筑面積12.9 萬平米，建筑高度87.45m。裝配率達到67.8%。

該項目采用預制構件有：預制混凝土夾心保溫外墻板、預制混凝土內墻板、陽臺外掛板、預制PCF 板、預制樓梯、預制疊合樓板、預制空調板、預制連廊。

2.2 BIM 技術在設計階段的應用

1.各專業模型創建，圖紙會審

傳統的設計和圖紙會審都是大量的施工圖紙，裝配式建筑的圖紙量較傳統住宅增加的更多，在短期內要憑借有經驗的施工技術人員和設計人員對預制構件和現澆結合部分和作業面精確到鋼筋級別，在短時間內很難完成，且經常會有遺漏，而構件生產的模具有定制性，過程中出現問題將造成模具重新制作，影響工期并造成經濟損失。

BIM 技術以3D 為基礎，以參數化的設計方式構件信息資料庫，各專業分別建立模型，在REVIT 軟件中建立模型。將預制構件部分、現澆部分、墻、梁、板、門、窗等作為單獨的構件單元，添加混凝土強度等級、構件尺寸及材質、預留洞及預埋件的位置信息，提取相應信息可以統計生成Excel 表格。同時根據模型可以到處二維CAD 圖紙和Excel 表格。

將所建立的模型導入Naviswork 軟件對模型進行瀏覽和碰撞檢測，不同專業的設計在合并的時候出現的錯、漏、碰、缺能夠被檢查出來，將碰撞檢測的問題及時進行匯總整理，和設計單位、構件生產單位研究探討之后通過調整構件參數進行修改。

2.關鍵節點深化

在裝配式建筑中精細化預制外墻與預制疊合板、預制外墻和現澆部分的鋼筋，對鋼筋進行精細化檢查。項目一層及以上水平構件采用疊合板，通過建立三維模型可直觀展示疊合板間現澆板帶鋼筋及桁架鋼筋，且一至四層豎向構件采用現澆結構，通過建立疊合板與現澆部分連接節點模型減少預制構件與現澆結構的鋼筋碰撞問題。

五層及以上豎向構件采用預制外墻，預制外墻水平連接采用一字形、L 形、T形三種連接方式，通過建立連接節點處鋼筋排布模型，減少預留鋼筋和現澆部位鋼筋的碰撞問題。

2.3 BIM 技術在施工階段的應用

1.場地布置

項目因為場地狹小，辦公區和生活區分開設置，現場材料堆放以及構件存放需要多次調整位置，針對項目的基礎階段、主體階段、車庫施工階段等多個施工節點提前應用BIM 技術進行場地布置策劃，規劃區域，能夠合理有序的進行現場布置模擬，最大程度的節約施工用地，對施工現場的道路進行規劃，模擬行車路線，節省工期，提高生產效率，節約成本。

2.完善企業族庫

建筑信息模型搭建中，族是基本單位。參數化族可以通過調整相關參數對構件進行調整，類似構件可以采用相同的參數化族來進行調整。依據項目特點建立預制構件族庫、參數化安裝線管族庫，為同類型工程的建模提前搭建參數族庫，族庫的完善可以大幅提升建模效率。

3.輔助策劃

預制構件的斜支撐在頂板的連接件要提前預埋在下一層的頂板上，構件的安裝和支撐精度要求高，對預埋環的精度要求也較高，斜支撐相互之間不得出現交叉碰撞，也不得出現與現澆部分交叉導致工人作業面不足，出現綁扎現澆節點鋼筋困難。通過三維模型模擬預制墻體斜支撐、疊合板獨立支撐的排布方式，將其直觀展示出來，減少后期碰撞問題。

在施工現場6#樓一個單元作為質量樣板區進行試吊裝和試安裝，為全方位多角度展示裝配式剪力墻結構的施工工藝及節點構造連接，對質量樣板區進行策劃，應用BIM 技術對樣板區的功能性及展示內容進行劃分，在保證展示內容的基礎上充分保證質量樣板區的指導性。

3 輔助現場施工

3.1 進度模擬

在建立的模型基礎上根據預定的施工進度進行施工模擬，確定工期，在項目管理中明確施工任務及施工節點，遇到現場工期延遲調整進度模擬，確定最新的進度模擬。輔助項目管理人員進行施工管理。

3.2 工程量提取

添加構件信息族搭建的BIM 模型實時、準確的提取所需模板、混凝土、鋼筋等相關工程量信息,生成相關數據統計表，對預制構件進行編號，為施工前后的工程預決算提供工程量數據。

3.3 安裝管線優化

地下設備管線層內不同專業的管線出現重疊和空間利用不合理的現象，出具凈高分析報告。進行管綜優化后，滿足了規范要求的最小間距要求（包括管道保溫層在內），合理排布，以6#樓地下一層為例，局部降低滿足凈空2.2m。

4 三維可視化技術交底

裝配式建筑對于很多傳統建筑操作工人來說并不熟悉，預制構件安裝斜支撐、疊合板的獨立支撐安裝、吊裝施工、灌漿施工等相關工藝僅靠書面技術交底并不能真正使操作工人了解操作流程，對施工工藝一知半解，現場實際操作時大打折扣，不能保證施工質量。針對裝配式建筑的施工工藝制作工藝動畫視頻進行交底，并將施工工藝上載入到二維碼中，現場操作工人可以隨時掃二維碼觀看工藝視頻。

5 BIM+二維碼信息化管理

將BIM 三維模型信息和構件深化設計圖紙導入對應預制構件的二維碼當中，利用二維碼生成器進行預制構件標簽制作，并對應于預制構件的相應編號。將二維碼標識按照對應編號粘貼于預制構件實體和預制構件加工圖、明細表上，利用手機上APP 客戶端或者專用二維碼掃描儀器進行二維碼識別，即出現構件信息，最終利用BIM 技術三維可視化指導生產出信息化預制構件。

6 結語

BIM 技術在裝配式剪力墻結構中的應用能夠提升審圖效率，節約施工成本，與方案策劃同步能起到很好的指導作用。但BIM 技術應用的落地和BIM 專業人才的積累以及管理人員應用BIM 技術的意識分不開。BIM 技術對建筑行業的推動和發展能夠起到積極的促進作用。但在應用過程中還存在很多問題，還需要在工程實踐中進一步完善。