裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用策略

李承明

摘要：伴隨著建筑越來越往著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，裝配式建筑所占的比例在建筑市場中也變得越來越高。裝配式建筑工程施工的整體水平和質(zhì)量也越發(fā)引起關(guān)注。文章主要介紹了BIM技術(shù)所擁有的特點，并且分析了在裝配式建筑中運用BIM技術(shù)的必要性，探討了BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中的具體應(yīng)用，即裝配式建筑與BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展并提供了想法。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;應(yīng)用策略

Abstract： With the development of architecture towards industrialization， the proportion of prefabricated buildings in the construction market is becoming higher and higher. The overall level and quality of prefabricated building engineering construction has attracted more and more attention. This paper mainly introduces the characteristics of BIM technology， analyzes the necessity of using BIM technology in prefabricated buildings， discusses the specific application of BIM technology in prefabricated concrete structure engineering construction， that is， the coordinated development of prefabricated building and BIM technology， and provides ideas.

0? 引言

在我國，裝配式建筑自發(fā)展以來，其過程并不是那么的平穩(wěn)的。就混凝土結(jié)構(gòu)而言，業(yè)內(nèi)一直存在著“現(xiàn)澆和預(yù)制之辯”。隨著現(xiàn)階段裝配式技術(shù)相對以前取得了明顯的進步，現(xiàn)如今的大趨勢是建筑工業(yè)化發(fā)展，在響應(yīng)發(fā)展綠色環(huán)保建筑的號召下，我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向已朝著裝配式建筑結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。通過在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用建筑信息建模（BIM）技術(shù)，不僅可以讓全生命周期的精細化管理的目標在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中得以實現(xiàn)，而且有利于促進裝配式建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這樣一來可以提升工程總體效益[1]。

1? 裝配式建筑運用BIM技術(shù)的必要性

1.1 BIM技術(shù)概述

社會和時代是不斷發(fā)展的，因此不斷更新的計算機信息技術(shù)也已經(jīng)開始進入并且應(yīng)用到建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，建筑行業(yè)也已初步進入計算機技術(shù)的輔助和普及階段。隨著BIM技術(shù)的引入，我國傳統(tǒng)建筑過程中的信息管理問題被迅速解決了。從傳統(tǒng)角度來看，BIM是一種建立在建筑學(xué)理論之上的一種技術(shù)形式，可以及時準確地收集建筑施工過程中產(chǎn)生的各項信息和數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建出完整的建筑信息模型，在一定程度上來說是對建筑生產(chǎn)信息的一種管理和存儲方式。BIM技術(shù)在建筑發(fā)展過程總應(yīng)用的基礎(chǔ)是建筑工程中出現(xiàn)的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，根據(jù)收集而來的信息利用仿真技術(shù)模擬出有關(guān)建筑工程的相關(guān)信息。BIM技術(shù)最早被西方國家引入建筑施工工作過程中，并且取得了良好的效果，我國與其他發(fā)達國家相比引入時間相對較晚，因此在建筑工程的應(yīng)用中發(fā)展并不完善，因此這種技術(shù)在我國國內(nèi)的建筑行業(yè)發(fā)展中速度緩慢，但近幾年來，發(fā)展速度越來越快，因此在裝配式建筑中運用BIM技術(shù)是有必要的。

1.2 建立建筑資源庫，提高資源管理質(zhì)量與效率

BIM技術(shù)是目前建設(shè)設(shè)計和施工資源數(shù)據(jù)庫的重要工具。數(shù)字化的特點是自BIM技術(shù)的發(fā)展以來所具有的，人們可以使用這項技術(shù)預(yù)制建筑工程設(shè)計中使用的資源，通過數(shù)字化模型數(shù)據(jù)來進入企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫。在預(yù)制構(gòu)件施工中，人為因素對管理質(zhì)量的影響往往會較大，這是因為傳統(tǒng)的建筑信息化管理模式下往往存在大量的計算和統(tǒng)計工作。所以，一些經(jīng)常發(fā)生的人為操作失誤往往會引起不必要的損失。通過BIM技術(shù)來建立一個存儲庫來管理各類建筑信息資源，分類放置在BIM軟件中，無論是以數(shù)字形式的列表形式，還是查詢每個項目的資源后，都變得非常方便，這樣一來就能有效地提高了資源信息管理的質(zhì)量和效率。

1.3 深化圖紙的生成，指導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件加工與生產(chǎn)

施工企業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計研究成果在裝配式建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要體現(xiàn)往往是設(shè)計圖的生成。如何深化設(shè)計圖紙在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中一直是設(shè)計師的一個重要的問題考慮因素，其中關(guān)卡設(shè)計更是設(shè)計師的重要體現(xiàn)。通過在網(wǎng)絡(luò)建立起B(yǎng)IM三維的構(gòu)件模型，設(shè)計師可以利用BIM軟件系統(tǒng)來進行教學(xué)設(shè)計。在工作管理者操作時只需將各種構(gòu)件生成和加工工藝信息處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為二維結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，就能將裝配式構(gòu)件的加工和生產(chǎn)在指導(dǎo)下變得更好。建筑預(yù)制構(gòu)件的加工生產(chǎn)通常規(guī)模很大，種類繁多，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的工業(yè)預(yù)制工藝計算量巨大，另外，由于缺乏科學(xué)的施工標準，在預(yù)制構(gòu)件的計算中會很容易出現(xiàn)各種誤差，從而影響構(gòu)件的精度，進而影響裝配式建筑施工的順利開展和整體施工質(zhì)量。根據(jù)工程設(shè)計和施工要求準確輸入構(gòu)件的基本信息，然后通過在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用于BIM技術(shù)，軟件就能自動完成各種精度分析計算，這樣一來，就能有效避免傳統(tǒng)人工計算方法中因為人為因素而造成的各種誤差，而減少了誤差，就能有效地提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的精度[2]。

2? BIM 技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的具體應(yīng)用

2.1 在建筑設(shè)計階段的應(yīng)用

2.1.1 深化設(shè)計

構(gòu)件和預(yù)埋件的數(shù)量在大型復(fù)雜的工程項目中往往龐大，設(shè)備管線眾多，布置復(fù)雜。在傳統(tǒng)的二維深化設(shè)計中，只是將各專業(yè)的平面管線布置圖疊加在一起，按照一定的原則確定各種系統(tǒng)，確定管道的相對位置和原則標高，然后繪制關(guān)鍵部位的局部橫斷面圖。此種深化設(shè)計方式設(shè)計周期長，并且不夠直觀，引入三維可視化BIM技術(shù)后，利用基于BIM技術(shù)的軟件，如Tekla Structures和Magic CAD，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制構(gòu)件鋼筋的三維生成和預(yù)埋線槽的三維協(xié)同設(shè)計和機電管道的點位布置，這樣在完成后項目建筑外觀在施工前呈現(xiàn)，能表達直觀清晰。在提高準確度的同時，大大提升了設(shè)計的效率。

2.1.2 復(fù)雜節(jié)點處理

構(gòu)件預(yù)制和現(xiàn)場裝配是裝配式建筑具有的固有特點。一般的建筑結(jié)構(gòu)都需要具有足夠的整體剛度和抗震性能，為了讓建筑結(jié)構(gòu)滿足這些要求，需要解決存在鋼筋密集、層次多、預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點混凝土澆筑困難等施工的難點。使用所述結(jié)構(gòu)BIM軟件3D模型，設(shè)計人員能夠?qū)崿F(xiàn)配置在三維模型節(jié)點實際鋼，讓復(fù)雜地鋼筋節(jié)點的細部做法能夠被施工人員能夠清晰地理解，減少因?qū)ζ矫鎴D紙的理解差異而出現(xiàn)的裝配失誤，確保施工方案的合理可行，提升施工質(zhì)量。

2.1.3 碰撞檢測

BIM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用當(dāng)中最直觀、最經(jīng)濟的功能問題之一是舉行碰撞檢測。預(yù)制混凝土在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，除了專業(yè)水，電導(dǎo)管和集成檢測時，鋼的輪廓和內(nèi)部之間的碰撞和鋼筋預(yù)制之間的加強構(gòu)件需被嵌入和碰撞檢測焦點。BIM設(shè)計可以通過快速開發(fā)生成碰撞檢測工作報告，并對revit模型進行多學(xué)科聯(lián)動修改，這點在傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法中是沒有的。與此同時，模擬安裝BIM在碰撞檢測結(jié)束后也是可以的。根據(jù)仿真研究和分析的結(jié)果，可以進行對早期修改教學(xué)設(shè)計，減少施工管理階段的設(shè)計次數(shù)的變更，從而減少在施工作業(yè)上所消耗的時間[3]。

2.2 在施工管理過程中的應(yīng)用

2.2.1 材料監(jiān)管

運用BIM這項技術(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的差異、預(yù)制構(gòu)件的歸類求和、建筑材料的使用數(shù)量，以及現(xiàn)實使用情況的分析，并能夠?qū)⒉牧陷斎雽崟r調(diào)整計劃，還可以根據(jù)施工作業(yè)和需求估算預(yù)制量。在不同的階段，為庫存控制提供了基礎(chǔ)。通過將BIM技術(shù)與RFID智能識別信息技術(shù)這兩項技術(shù)相互結(jié)合，我們能夠?qū)?gòu)件的位置和進度管理屬性添加到數(shù)據(jù)庫中，并鎖定每個構(gòu)件所在城市區(qū)域的地理位置和管理進度控制狀態(tài)、精密預(yù)制構(gòu)件能否按計劃進行、現(xiàn)場時間、場地、資金占用等。

2.2.2 場地布置管理

裝配式建筑施工現(xiàn)場布局和建筑結(jié)構(gòu)原位之間有很大的區(qū)別，為滿足安裝，不減慢每天的工作生產(chǎn)，制造建筑工地需要堆放大量負荷。正因如此，在堆放位置的選擇上，往往就會變得尤為關(guān)鍵。在一個方面上，我們要考慮塔吊吊裝范圍和車輛運輸發(fā)展規(guī)劃，避免或減少第二次進行搬運;另一方面上，我們要考慮其他項目的施工技術(shù)環(huán)境，保證工人學(xué)生順利開展工作。通過BIM技術(shù)，可以來實現(xiàn)場地布局的模擬，通過外推法合理規(guī)劃場地區(qū)域線路，可以對水電有針對性的布置，動態(tài)優(yōu)化各功能區(qū)。

2.2.3 吊裝環(huán)節(jié)管理

眾所周知，BIM具有較強的模仿功能，在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)施工中，合理應(yīng)用該技術(shù)的模擬性能，能夠?qū)Φ跹b環(huán)節(jié)實行提前預(yù)測和了解，明確掌握吊裝的具體流程，并對模擬吊裝中出現(xiàn)的問題予以分析研究，然后制定合理管控措施，保證吊裝工程質(zhì)量。應(yīng)用BIM對吊裝施工進行前瞻性分析，可以有效地減少吊裝作業(yè)中不利因素的影響，增大在吊裝作業(yè)時候的安全性，減少發(fā)生危險及造成損失的形成[4]。

2.3 在后期運營維護及拆卸階段的應(yīng)用

2.3.1 運營維護

使用BIM技術(shù)可以成功的實現(xiàn)裝配式建筑在使用壽命期的綠色運營維護管理。通過運用BIM技術(shù)，我們能夠記下數(shù)據(jù)和定位空間位置的信息。將鑲嵌在RFID芯片設(shè)備內(nèi)部中的預(yù)制構(gòu)件與BIM和RFID技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)⑹┕て髽I(yè)信息導(dǎo)入到資產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，供建筑物監(jiān)控和使用。因為BIM模型是高能耗選址的，操作和維護管理者可以分析處理數(shù)據(jù)過程中的能源消耗來盡可能快地解決BIM軟件準確定位。

2.3.2 拆卸階段

由于社會的快速發(fā)展，裝配式工程中存在的拆卸問題也是不可避免的。為了能夠提高拆卸效率，通常在拆卸過程中，我們在進行裝配工程的工作時候，會運用到BIM技術(shù)，以此來減少時間上的損耗，它還可以減少項目拆遷對周圍人和建筑物的影響。此外，一些可回收的資源可以通過采用BIM技術(shù)進行拆解完成后，進行第二次開發(fā)和回收利用，這一點達到了環(huán)保節(jié)能的初衷，為企業(yè)節(jié)省了更多的資金成本。

3? 結(jié)語

如果說能夠?qū)IM技術(shù)運用到裝配式混凝土的結(jié)構(gòu)工程中去，不僅可以減少環(huán)境污染，而且能夠讓資源的優(yōu)化配置和充分利用的目標得以實現(xiàn)，還可以通過指導(dǎo)建筑施工，讓裝配式建筑的施工質(zhì)量和效率變得更高。在今后的發(fā)展中，就要高效的將BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計管理、生產(chǎn)管理、施工管理、運營管理中，以此加強裝配式結(jié)構(gòu)工程的標準性、規(guī)范性，深入提升工程的建設(shè)質(zhì)量，促進建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為我國建筑行業(yè)的發(fā)展帶來全新的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]陰云芳.試析BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（11）：12-13.

[2]鄭安朝.BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（31）：164.

[3]李文才.BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用研究[J].安徽建筑，2018，24（04）：52-53.

[4]梁斌.BIM技術(shù)在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊），2019（08）：50.