BIM技術(shù)在裝配式混凝土框架建筑中的應(yīng)用

楊小平

摘 要 作為裝配式建筑，是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然選擇，國(guó)家出臺(tái)了一系列的政策文件，大力推廣應(yīng)用，BIM技術(shù)在解決裝配式建筑的技術(shù)難題和信息化應(yīng)用方面至關(guān)重要，涪陵城區(qū)第十八小學(xué)校工程為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，有效地解決了裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的部分施工技術(shù)難題，提高了施工效率，確保了工程質(zhì)量，提高了經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);裝配式建筑;應(yīng)用

1工程概況

涪陵城區(qū)第十八小學(xué)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(shè)36個(gè)班。該項(xiàng)目總建筑面積：13611.57平方米，局部地下1層，地上教學(xué)用房均為4層，建筑高度：15.60m，本建筑工程設(shè)計(jì)等級(jí)一級(jí)，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)，耐火等級(jí)一級(jí)，建筑抗震設(shè)防類別為乙類，抗震等級(jí)為三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為6度。為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用了疊合梁、疊合板和預(yù)制外墻板等混凝土預(yù)制構(gòu)件，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理使用年限為50年，外墻外保溫設(shè)計(jì)使用年限為25年[1]。

2工程重難點(diǎn)分析

（1） 本項(xiàng)目裝配應(yīng)用范圍廣，裝配式構(gòu)件包括疊合梁、疊合板、預(yù)制外墻板，裝配率約60%。

（2） 柱截面最大為500×500，梁主筋在柱內(nèi)不能滿足直線錨固的條件，梁柱節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，施工難度較大。

（3） 主梁與次梁設(shè)計(jì)采用套筒連接，主梁在預(yù)制時(shí)對(duì)套筒的位置定位要求很高，一旦偏移，次梁就無(wú)法安裝就位[2]。

3BIM應(yīng)用解決的主要問(wèn)題

（1） 由于裝配范圍廣，構(gòu)件多，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，需要應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式深化設(shè)計(jì)，完善復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件大樣的細(xì)化設(shè)計(jì);

（2）柱截面小，節(jié)點(diǎn)多，鋼筋密集，通過(guò)BIM應(yīng)用解決復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的碰撞問(wèn)題、特別是節(jié)點(diǎn)的鋼筋碰撞，必須在構(gòu)件生產(chǎn)前一一解決;

（3）安裝管線、機(jī)電設(shè)備等需要在構(gòu)件安裝前解決各種碰撞問(wèn)題，包括自身管線碰撞，管線與結(jié)構(gòu)的碰撞和預(yù)留，一旦構(gòu)件生產(chǎn)和安裝后，遇到碰撞問(wèn)題處理難度極大;

（4）主次梁連接的套筒定位，通過(guò)BIM技術(shù)，確保套筒定位準(zhǔn)確，不會(huì)遺漏;

（5）裝配式構(gòu)件數(shù)量多，規(guī)格型號(hào)較多，通過(guò)BIM技術(shù)的二維碼管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)構(gòu)件的生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝的有效管理。

（6）項(xiàng)目質(zhì)量、安全和商務(wù)管理。

4BIM應(yīng)用的軟硬件配備

4.1 軟件選擇

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和應(yīng)用需求，主要選擇了Autodesk Revit、盈建科、Fuzor、Lumion、Navisworks、廣聯(lián)達(dá)場(chǎng)布、廣聯(lián)達(dá)BIM5D等軟件，用以創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電模型，進(jìn)行設(shè)計(jì)性能分析，三維動(dòng)畫、碰撞檢查、三維場(chǎng)地布置、施工模擬、進(jìn)度管理、質(zhì)量安全和商務(wù)預(yù)算的應(yīng)用。

4.2 硬件選擇

在硬件的選擇上，主要根據(jù)項(xiàng)目使用需求配備硬件，主要配備了服務(wù)器1臺(tái)、臺(tái)式機(jī)3臺(tái)，筆記本電腦4臺(tái)。

5BIM技術(shù)具體應(yīng)用

5.1 設(shè)計(jì)階段

在設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)。

施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，按照建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、通風(fēng)等各專業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行三維模型建立，通過(guò)三維模型，能及時(shí)、清晰地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)遺漏，發(fā)現(xiàn)建筑與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與機(jī)電、機(jī)電與機(jī)電之間的碰撞，對(duì)存在的碰撞和設(shè)計(jì)遺漏等問(wèn)題在施工圖出圖前就可以及時(shí)完善和解決。

5.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段

在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段，利用三維模型及深化設(shè)計(jì)圖紙，生成每一個(gè)構(gòu)件的加工詳圖，同時(shí)在三維模型上生成每一個(gè)構(gòu)件的二維碼，將每一個(gè)構(gòu)件的所有信息，包括配筋、砼強(qiáng)度等級(jí)、構(gòu)件尺寸、現(xiàn)場(chǎng)安裝部位、生產(chǎn)日期等均加載在二維碼上，通過(guò)二維碼，可以在運(yùn)輸安裝階段對(duì)構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)度追蹤，亦可以將構(gòu)件的所有信息實(shí)現(xiàn)永久查看。

5.3 施工階段

（1）施工模擬

本項(xiàng)目為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，但框架柱為現(xiàn)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(shí)體樣板來(lái)驗(yàn)證和選擇，則花費(fèi)大量的時(shí)間和人力物力財(cái)力。通過(guò)已建的三維建筑結(jié)構(gòu)模型，采用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬，則非常清楚直觀地展現(xiàn)了施工的實(shí)際情況，有利于技術(shù)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(jìn)度。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，做了兩種施工順序的方案模擬和復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的安裝順序模擬。

（2）三維可視化交底

裝配式結(jié)構(gòu)施工，目前應(yīng)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(guò)三維實(shí)體模型、施工順序模擬、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)安裝模擬等非常直觀的項(xiàng)目施工交底展示，讓管理人員、操作工人直觀的了解施工過(guò)程和施工要求，確保施工質(zhì)量。

（3）施工進(jìn)度模擬與進(jìn)度管理

施工前，編制項(xiàng)目的施工進(jìn)度計(jì)劃，同三維模型關(guān)聯(lián)后，通過(guò)BIM5D系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)直觀展示整個(gè)施工期間不同時(shí)間段完成的形象進(jìn)度和資源配置。

施工過(guò)程中，通過(guò)實(shí)際施工完成時(shí)間，可以直觀發(fā)現(xiàn)進(jìn)度的提前或延后，還可以根據(jù)資源的配置情況，對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。也可以查看任一施工時(shí)間段內(nèi)的形象進(jìn)度、資金、資源需求。

（4）三維場(chǎng)地布置

利用廣聯(lián)達(dá)場(chǎng)地布置軟件，對(duì)施工生活區(qū)、辦公區(qū)、場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆?、施工機(jī)械布置、庫(kù)房、材料堆放地、出入口等施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置、CI形象進(jìn)行策劃，通過(guò)3D展示功能，高效完成現(xiàn)場(chǎng)策劃。

（5）質(zhì)量安全管理

通過(guò)BIM質(zhì)量安全信息管理平臺(tái)，將現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題與模型關(guān)聯(lián)，并及時(shí)傳送至各相關(guān)人員，大大提升了管理效率和質(zhì)量安全管理水平。

6結(jié)束語(yǔ)

本工程是重慶地區(qū)裝配率較高的裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，打通了設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工各階段建筑模型的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、有效利用各階段的模型，有效地解決了梁柱節(jié)點(diǎn)、主次梁節(jié)點(diǎn)、墻板節(jié)點(diǎn)的處理和預(yù)控，通過(guò)施工工藝模擬，確保了構(gòu)件順利吊裝。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，充分地體現(xiàn)了裝配式結(jié)構(gòu)縮短工期、減少噪聲、減少材料浪費(fèi)、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了綠色施工，同時(shí)也為企業(yè)下一步大面積承接和實(shí)施裝配式建筑積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁穎.建筑全生命周期BIM技術(shù)在上海國(guó)際金融中心項(xiàng)目中的應(yīng)用研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)2019，（6）：62-67.

[2] 楊璽春.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)：下旬，2019，（4）：59.