BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

張萬松

【摘 ?要】BIM技術(shù)是一種三維建模技術(shù)，其能夠通過相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)模擬出相應(yīng)的3D模型，理論上只要確保參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整，那么模型與實(shí)際目標(biāo)之間不會存在差距。在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中，為了保障管線孔洞能夠順利對接，通過BIM技術(shù)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(jìn)行調(diào)節(jié)，直至所有孔洞對接成功。關(guān)于BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中的應(yīng)用表現(xiàn)還有很多，本文將對此進(jìn)行相關(guān)分析。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);裝配式混凝土結(jié)構(gòu);應(yīng)用

隨著社會的快速發(fā)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(tǒng)建筑向裝配式建筑轉(zhuǎn)變，越來越多的省市都開始推廣裝配式建筑，BIM技術(shù)和裝配式建筑的組合也越來越受到人們的關(guān)注。本文通過對BIM技術(shù)在裝配式建筑全生命周期中的應(yīng)用研究，得到了設(shè)計(jì)階段、構(gòu)件生產(chǎn)階段、施工階段和運(yùn)營階段四個(gè)不同階段的主要應(yīng)用情況。與此同時(shí)，本文論述了BIM技術(shù)在裝配式建筑應(yīng)用中面臨的問題，并針對問題給予了對策建議。

1BIM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)定義

BIM（BuildingInformationModeling）即建筑信息模型，而事實(shí)上，建筑信息模型技術(shù)理論在BIM出現(xiàn)之前，在歐美一些地區(qū)發(fā)展已超過30年以上了。而由美國建筑科學(xué)研究院與設(shè)施信息委員會聯(lián)合編制的NBIMS中對BIM進(jìn)行了如下定義：BIM（建筑信息模型）是對設(shè)施的物理特性和功能特性的數(shù)字化表示，它可以作為信息的共享資源，從項(xiàng)目的初期階段為項(xiàng)目提供生命全壽命周期的信息服務(wù)，這種信息的共享可以為項(xiàng)目決策提供可靠的保證。同時(shí)在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)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(zé)的協(xié)同作業(yè)。

1.2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 可視圖化

BIM技術(shù)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(shù)字模型，從而實(shí)現(xiàn)施工設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，包括方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)的BIM出圖和展示，而不需要借助其他手段或工具重新創(chuàng)建可視化模型，圖1為BIM技術(shù)建立的施工模型圖示例。BIM技術(shù)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(dòng)態(tài)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(lián)達(dá)這兩個(gè)平臺，細(xì)分下來有比如Revit建筑、廣聯(lián)達(dá)土建算量、廣聯(lián)達(dá)建模等軟件用于土建算量;廣聯(lián)達(dá)鋼筋算量軟件等用于結(jié)構(gòu)算量;RevitMPE、廣聯(lián)達(dá)magiCAD等主要應(yīng)用于機(jī)電，TEKLA等主要應(yīng)用于鋼構(gòu);廣聯(lián)達(dá)場地布置軟件等用于場地設(shè)計(jì);在利用BIM建模核心軟件建立了主要包含建筑、結(jié)構(gòu)、安裝等信息在內(nèi)的各類參數(shù)化模型之后，可以將它們集成為綜合信息模型。

1.2.2 協(xié)調(diào)性

建筑工程的設(shè)計(jì)方、施工方、業(yè)主方、監(jiān)理方等不同利益方的溝通是一個(gè)比較困難，需要各方協(xié)調(diào)的問題。如果各方未能進(jìn)行有效溝通，就可能會導(dǎo)致施工碰撞、實(shí)際施工與設(shè)計(jì)圖不符等問題的發(fā)生。而BIM技術(shù)具有很好的協(xié)調(diào)這種關(guān)系的特性，有利于設(shè)計(jì)人員或施工人員對施工過程遇見的技術(shù)問題做出快速反應(yīng)，比如通過碰撞檢測系統(tǒng)對BIM模型進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)碰撞檢查。BIM模型支持不同利益相關(guān)方在項(xiàng)目的不同階段在設(shè)計(jì)圖中增加、提取、更新和修改信息，使設(shè)計(jì)和圖紙的修改不受時(shí)間、空間以及其他工具的限制，且設(shè)計(jì)和圖紙始終保持一致，以支持各方協(xié)同作業(yè)。更加重要的是，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以在正式圖紙出來之前就能發(fā)現(xiàn)問題，并與設(shè)計(jì)方討論圖紙的修改意見，以降低施工難度和成本。

2 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的主要應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)階段，按照標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用Revit軟件創(chuàng)建項(xiàng)目所需的族，建立形成完善的構(gòu)件庫，例如預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制板、預(yù)制樓梯、預(yù)制外墻板等。建好族庫后，后續(xù)的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)計(jì)可直接運(yùn)用族庫中選擇所需的族進(jìn)行三維可視化模型搭建，大大提高了設(shè)計(jì)的效率。不僅如此，建好的族庫可為以后的項(xiàng)目所用。并且可以直接為構(gòu)件廠提供可供生產(chǎn)的詳圖。

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，由于項(xiàng)目體量大，設(shè)計(jì)人數(shù)多，出現(xiàn)建筑與結(jié)構(gòu)矛盾的現(xiàn)象。例如，電梯井、管道井等的位置建筑與結(jié)構(gòu)對應(yīng)不上的情況?；蛘叱霈F(xiàn)建筑與裝修不對應(yīng)的現(xiàn)象，還有可能出現(xiàn)土建與機(jī)電矛盾的現(xiàn)場。各專業(yè)之間協(xié)調(diào)性差，導(dǎo)致工作效率低。CAD二維圖紙中存在的錯(cuò)、漏、碰、缺現(xiàn)象難以被查出，而BIM技術(shù)可以得到很好的解決。BIM可以進(jìn)行三維可視化模擬，構(gòu)件設(shè)計(jì)完成后，利用BIM相關(guān)軟件可以檢測各構(gòu)件和設(shè)備之間是否有碰撞現(xiàn)象發(fā)生。并且可以對碰撞進(jìn)行標(biāo)志，檢測完成后可以生成碰撞報(bào)告，方便后期的修改。

2.2 BIM技術(shù)在工廠預(yù)制生產(chǎn)階段的應(yīng)用

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)完成后進(jìn)入工廠生成階段，在生產(chǎn)之前，設(shè)計(jì)會進(jìn)行設(shè)計(jì)交底。傳統(tǒng)施工中，常運(yùn)用二維圖紙進(jìn)行交底。往往難以掌握設(shè)計(jì)意圖而效果不佳甚至導(dǎo)致構(gòu)件生產(chǎn)錯(cuò)誤。通過BIM技術(shù)可以進(jìn)行三維可視化交底，效果突出。在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，可將BIM技術(shù)和RFID技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，叫作射頻識別技術(shù)。通過在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)放置芯片，既可以通過構(gòu)件生產(chǎn)管理子系統(tǒng)從BIM數(shù)據(jù)庫里讀取對應(yīng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)參數(shù)，與此同時(shí)，通過RFID技術(shù)可將預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)的各種信息反饋給BIM數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了交互的功能。簡單來說，RFID芯片就是預(yù)制構(gòu)件的身份證，可更好地實(shí)現(xiàn)BIM在裝配式建筑全生命周期的管理。

2.3 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

項(xiàng)目進(jìn)場以前，運(yùn)用BIM進(jìn)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(jìn)行清楚明了的表達(dá)、根據(jù)工藝圖編排好預(yù)制構(gòu)件的吊裝順序，根據(jù)吊裝順序向工廠提供構(gòu)件需求計(jì)劃。通過RFID和BIM技術(shù)，組織現(xiàn)場的施工部署，構(gòu)件進(jìn)行合理的堆放，避免出現(xiàn)構(gòu)件翻轉(zhuǎn)和二次轉(zhuǎn)運(yùn)的問題。

利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行施工進(jìn)度和施工組織模擬，將預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)間輸入軟件中，可以在虛擬環(huán)境下對承建項(xiàng)目進(jìn)行仿真模擬施工。橫道圖和3D動(dòng)畫模擬能夠同時(shí)直觀地展示出來。與此同時(shí)，管理人員可以查看任意階段的施工進(jìn)度模擬情況。在實(shí)際施工中，結(jié)合BIM虛擬施工模擬，運(yùn)用PDCA循環(huán)法則，及時(shí)進(jìn)行計(jì)劃進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度的對比分析，優(yōu)化現(xiàn)場的人員材料機(jī)械等資源配置。在安全、物資、質(zhì)量、商務(wù)等管理方面，BIM技術(shù)結(jié)合RFID技術(shù)，對項(xiàng)目施工管理大有幫助。

3結(jié)束語

改革開放以來，我國的社會經(jīng)濟(jì)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?nèi)找嬖鲩L的住房需求，裝配式房屋建設(shè)應(yīng)運(yùn)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(shù)要求更高，需要強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)做支撐，在裝配式房屋的建設(shè)過程中如果能夠有意識的引入BIM技術(shù)，可以極大的提升建筑的品質(zhì)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)房屋設(shè)計(jì)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(shí)耗，最大限度的降低工程施工的總成本，提高建設(shè)施工單位的整體經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王海瑞.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2017.