BIM技術在裝配式混凝土框架建筑中的應用

楊小平

摘 要 作為裝配式建筑，是建筑業(yè)轉型升級的必然選擇，國家出臺了一系列的政策文件，大力推廣應用，BIM技術在解決裝配式建筑的技術難題和信息化應用方面至關重要，涪陵城區(qū)第十八小學校工程為裝配式混凝土框架結構建筑，通過BIM技術的應用，有效地解決了裝配式混凝土框架結構的部分施工技術難題，提高了施工效率，確保了工程質量，提高了經濟社會效益。

關鍵詞 BIM技術;裝配式建筑;應用

1工程概況

涪陵城區(qū)第十八小學校工程位于重慶市涪陵區(qū)新城區(qū)大鵝社區(qū)，規(guī)劃建設36個班。該項目總建筑面積：13611.57平方米，局部地下1層，地上教學用房均為4層，建筑高度：15.60m，本建筑工程設計等級一級，結構安全等級為一級，耐火等級一級，建筑抗震設防類別為乙類，抗震等級為三級，抗震設防烈度為6度。為裝配式混凝土框架結構，采用了疊合梁、疊合板和預制外墻板等混凝土預制構件，建筑結構設計合理使用年限為50年，外墻外保溫設計使用年限為25年[1]。

2工程重難點分析

（1） 本項目裝配應用范圍廣，裝配式構件包括疊合梁、疊合板、預制外墻板，裝配率約60%。

（2） 柱截面最大為500×500，梁主筋在柱內不能滿足直線錨固的條件，梁柱節(jié)點復雜，施工難度較大。

（3） 主梁與次梁設計采用套筒連接，主梁在預制時對套筒的位置定位要求很高，一旦偏移，次梁就無法安裝就位[2]。

3BIM應用解決的主要問題

（1） 由于裝配范圍廣，構件多，節(jié)點復雜，需要應用BIM技術進行裝配式深化設計，完善復雜節(jié)點、構件大樣的細化設計;

（2）柱截面小，節(jié)點多，鋼筋密集，通過BIM應用解決復雜節(jié)點的碰撞問題、特別是節(jié)點的鋼筋碰撞，必須在構件生產前一一解決;

（3）安裝管線、機電設備等需要在構件安裝前解決各種碰撞問題，包括自身管線碰撞，管線與結構的碰撞和預留，一旦構件生產和安裝后，遇到碰撞問題處理難度極大;

（4）主次梁連接的套筒定位，通過BIM技術，確保套筒定位準確，不會遺漏;

（5）裝配式構件數量多，規(guī)格型號較多，通過BIM技術的二維碼管理，實現了對構件的生產、運輸和安裝的有效管理。

（6）項目質量、安全和商務管理。

4BIM應用的軟硬件配備

4.1 軟件選擇

根據項目特點和應用需求，主要選擇了Autodesk Revit、盈建科、Fuzor、Lumion、Navisworks、廣聯達場布、廣聯達BIM5D等軟件，用以創(chuàng)建建筑、結構、機電模型，進行設計性能分析，三維動畫、碰撞檢查、三維場地布置、施工模擬、進度管理、質量安全和商務預算的應用。

4.2 硬件選擇

在硬件的選擇上，主要根據項目使用需求配備硬件，主要配備了服務器1臺、臺式機3臺，筆記本電腦4臺。

5BIM技術具體應用

5.1 設計階段

在設計階段，主要用于各專業(yè)模型建立、性能分析、各專業(yè)的碰撞檢查和裝配式結構深化設計。

施工圖設計時，按照建筑、結構、給排水、電氣、通風等各專業(yè)設計進行三維模型建立，通過三維模型，能及時、清晰地發(fā)現設計遺漏，發(fā)現建筑與結構、結構與機電、機電與機電之間的碰撞，對存在的碰撞和設計遺漏等問題在施工圖出圖前就可以及時完善和解決。

5.2 預制構件生產階段

在預制構件生產階段，利用三維模型及深化設計圖紙，生成每一個構件的加工詳圖，同時在三維模型上生成每一個構件的二維碼，將每一個構件的所有信息，包括配筋、砼強度等級、構件尺寸、現場安裝部位、生產日期等均加載在二維碼上，通過二維碼，可以在運輸安裝階段對構件進行進度追蹤，亦可以將構件的所有信息實現永久查看。

5.3 施工階段

（1）施工模擬

本項目為裝配式混凝土框架結構，但框架柱為現澆，梁、板、外墻體為裝配，施工方法和施工順序的選擇非常重要，如果采用傳統(tǒng)的實體樣板來驗證和選擇，則花費大量的時間和人力物力財力。通過已建的三維建筑結構模型，采用BIM技術進行施工模擬，則非常清楚直觀地展現了施工的實際情況，有利于技術人員選擇最優(yōu)的施工方案，提前熟悉施工工藝順序和要求，加快了施工進度。根據本項目特點，做了兩種施工順序的方案模擬和復雜節(jié)點的安裝順序模擬。

（2）三維可視化交底

裝配式結構施工，目前應用較少，懂管理的施工人員也不多，能熟練操作的工人更是很少，通過三維實體模型、施工順序模擬、復雜節(jié)點安裝模擬等非常直觀的項目施工交底展示，讓管理人員、操作工人直觀的了解施工過程和施工要求，確保施工質量。

（3）施工進度模擬與進度管理

施工前，編制項目的施工進度計劃，同三維模型關聯后，通過BIM5D系統(tǒng)可以動態(tài)直觀展示整個施工期間不同時間段完成的形象進度和資源配置。

施工過程中，通過實際施工完成時間，可以直觀發(fā)現進度的提前或延后，還可以根據資源的配置情況，對進度計劃進行實時調整。也可以查看任一施工時間段內的形象進度、資金、資源需求。

（4）三維場地布置

利用廣聯達場地布置軟件，對施工生活區(qū)、辦公區(qū)、場內運輸道路、施工機械布置、庫房、材料堆放地、出入口等施工現場平面布置、CI形象進行策劃，通過3D展示功能，高效完成現場策劃。

（5）質量安全管理

通過BIM質量安全信息管理平臺，將現場發(fā)現的質量安全問題與模型關聯，并及時傳送至各相關人員，大大提升了管理效率和質量安全管理水平。

6結束語

本工程是重慶地區(qū)裝配率較高的裝配式混凝土框架結構建筑，通過BIM技術的應用，打通了設計、構件生產、施工各階段建筑模型的標準統(tǒng)一、有效利用各階段的模型，有效地解決了梁柱節(jié)點、主次梁節(jié)點、墻板節(jié)點的處理和預控，通過施工工藝模擬，確保了構件順利吊裝。通過該項目的實施，充分地體現了裝配式結構縮短工期、減少噪聲、減少材料浪費、減輕工人勞動強度的特點，實現了綠色施工，同時也為企業(yè)下一步大面積承接和實施裝配式建筑積累了豐富的施工經驗。

參考文獻

[1] 丁穎.建筑全生命周期BIM技術在上海國際金融中心項目中的應用研究[J].建筑經濟2019，（6）：62-67.

[2] 楊璽春.BIM技術在裝配式建筑中的應用[J].中國房地產業(yè)：下旬，2019，（4）：59.