BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用研究

郭旸旸

【摘 要】近年來(lái)，我國(guó)預(yù)制裝配式建筑迅速發(fā)展，隨著bim技術(shù)在建筑行業(yè)的廣泛推廣，BIM技術(shù)與預(yù)制裝配式建筑工程結(jié)合也成為一種發(fā)展的趨勢(shì)。本文結(jié)合工程實(shí)際對(duì)預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)施工以及管理中運(yùn)用bim技術(shù)進(jìn)行了闡述和分析，希望相關(guān)工程技術(shù)人員以借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】閉幕技術(shù)；預(yù)制裝配式；建筑施工；應(yīng)用研究

一、前言

將bim技術(shù)運(yùn)用到預(yù)制裝配式建筑施工中，能夠給預(yù)制裝配式建筑帶來(lái)革命性的進(jìn)展，bim技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為三維可視化設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)的深化目的。同時(shí)設(shè)計(jì)人員可以利用BIM技術(shù)為預(yù)制裝配式建筑產(chǎn)品建立庫(kù)存模型，有效推動(dòng)預(yù)制裝配式建筑實(shí)現(xiàn)工廠化的批量生產(chǎn)，形成標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件。bim技術(shù)不但能夠推動(dòng)預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)效率倍增，并且能夠減少設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，還能夠?qū)崿F(xiàn)提高預(yù)制裝配式建筑工廠施工的機(jī)械化水平，加快施工的進(jìn)度。BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)減少返圖修改的工作量，同時(shí)能夠利用自身軟件實(shí)現(xiàn)碰撞檢查，確定異常的位置。能夠有效減少由于錯(cuò)誤設(shè)計(jì)而帶來(lái)的返工以及工程損失，同時(shí)BIM技術(shù)還能夠在預(yù)制裝配式建筑施工中有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)施工工程量，因此bim技術(shù)能夠有效推動(dòng)裝配式建筑施工的發(fā)展。

二、BIM技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)階段

預(yù)制裝配式建筑工程總體的步驟是設(shè)計(jì)，pc構(gòu)件生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)施工。其中深入設(shè)計(jì)是預(yù)制裝配式建筑工程重要的程序和環(huán)節(jié)，在深化設(shè)計(jì)中，能夠利用bim技術(shù)有效建立裝配式建筑的產(chǎn)品庫(kù)以及戶型庫(kù)。能夠?qū)⒀b配建筑定型化和標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)PC構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)，也能夠提高預(yù)制裝配式建筑工廠化生產(chǎn)的效率。

bim技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑的設(shè)計(jì)思路是，首先將預(yù)制裝配式建筑以及標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)建立預(yù)制裝配式建筑的結(jié)構(gòu)模型，建立預(yù)制構(gòu)件的模型庫(kù)，然后在進(jìn)行預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，直接在模型庫(kù)中選取相應(yīng)的構(gòu)件應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目中，并且利用對(duì)應(yīng)的bim軟件將標(biāo)準(zhǔn)件建組合成完整的3d模型，以此提高升級(jí)效率，同時(shí)也能夠起到減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)生的概率。

在bim技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式建筑工程設(shè)計(jì)中，族的使用非常重要。因此，設(shè)計(jì)師可以利用族的定義來(lái)對(duì)構(gòu)建的功能尺寸、材質(zhì)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。在bim軟件中，族一般分為三類(lèi)，可載入族、內(nèi)建族以及系統(tǒng)族。其中，可載入族又被稱(chēng)為構(gòu)建族，主要包括結(jié)構(gòu)柱，梁板，門(mén)窗等結(jié)構(gòu)件。構(gòu)建族能夠單獨(dú)編輯，又能夠被不同的項(xiàng)目所應(yīng)用，還可以通過(guò)擴(kuò)展軟件形成標(biāo)準(zhǔn)化以及模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，能夠形成預(yù)制混凝土構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)族庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)族庫(kù)可以作為構(gòu)件族載入到新的建筑設(shè)計(jì)方法中。大幅度提高預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)效率。

三、bim技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式構(gòu)件工廠化生產(chǎn)

運(yùn)用bim技術(shù)能夠推動(dòng)預(yù)制裝配式構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)，這也是住宅產(chǎn)業(yè)化的重要?jiǎng)恿?。能夠利用bim技術(shù)將預(yù)制裝配式住宅的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化以及模塊化，構(gòu)建相應(yīng)的族庫(kù)，在進(jìn)行工廠化生產(chǎn)構(gòu)建中，可以極大的提高預(yù)制構(gòu)件工廠的生產(chǎn)效率。比如說(shuō)我們可以利用bim軟件在結(jié)構(gòu)組成中根據(jù)目的的不同，選用不同的墻面尺寸，然后在預(yù)制工廠進(jìn)行預(yù)制。預(yù)制完畢之后，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝施工，在實(shí)際建模中只需要將其插入對(duì)象模型即可。這種方法也被用于門(mén)窗建模，對(duì)門(mén)窗特別重要的隔熱性、隔聲性以及抗風(fēng)、抗水性能都可以在材料規(guī)范以及施工規(guī)范的參數(shù)中進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且利用代碼相互連接。工程技術(shù)員利用bim技術(shù)能夠準(zhǔn)確的控制構(gòu)件的截面尺寸，方便門(mén)窗安裝，可以從根本上解決預(yù)制裝配式建筑門(mén)窗滲漏的問(wèn)題。

同時(shí)利用bim技術(shù)可以準(zhǔn)確安裝金屬構(gòu)件。在傳統(tǒng)的金屬構(gòu)件施工過(guò)程中，金屬的定位很難把握，一般采用后埋的方法，在金屬構(gòu)件中加入膨脹螺栓，但是這種方法很容易造成構(gòu)件的損壞。利用bim技術(shù)能夠有效解決構(gòu)件與其他構(gòu)件之間的相互沖突關(guān)系，比如說(shuō)能夠解決構(gòu)件與鋼筋混凝土，給水排水管道，以及其它預(yù)埋件之間的沖突，選擇合適的錨固長(zhǎng)度，從而能夠達(dá)到精確定位的目的。

利用bim技術(shù)可有效解決預(yù)埋件的相關(guān)的問(wèn)題，比如說(shuō)廚房管道、衛(wèi)生間管道位置和深度都可以進(jìn)行精確定位，這樣可以防止因?yàn)槲恢脜?shù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致后期裝修不便。

利用bim技術(shù)的防碰撞測(cè)試可有效解決在電氣管線綜合布置時(shí)的相關(guān)矛盾，同時(shí)方便了業(yè)主對(duì)于裝修的需求，對(duì)于房間內(nèi)的電器以及管線進(jìn)行預(yù)留，同時(shí)可以將各種建筑構(gòu)件存儲(chǔ)于相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便于后期進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。

四、BIM技術(shù)應(yīng)用于預(yù)制裝配式建筑中施工管理

bim技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于土木工程施工作業(yè)中，比如說(shuō)精確計(jì)算鋼筋數(shù)量、精確計(jì)算混凝土工程數(shù)量、橋梁吊裝的模擬、后期工程的維護(hù)。在bim技術(shù)設(shè)計(jì)與施工的結(jié)合領(lǐng)域，已經(jīng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工相結(jié)合的現(xiàn)象，同時(shí)可以利用AHP量化施工的性能，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)施工結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，在線對(duì)施工性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)的。

在現(xiàn)場(chǎng)的施工管理中可施工性對(duì)施工管理重要性非常巨大，如果在前期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題越早，那么改正的成本就會(huì)越低，同時(shí)也能夠保障工程如期完成工作。因此施工技術(shù)員必須重視工程的可施工性，努力減少返工重做的概率，這樣才能夠縮短工期減少工程的投入資本。

進(jìn)行研究過(guò)程中，BIM技術(shù)對(duì)預(yù)制裝配式建筑來(lái)說(shuō)具有非常重要的價(jià)值和意義。因?yàn)轭A(yù)制裝配式建筑與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)并不相同，許多預(yù)制裝配式建筑的構(gòu)件往往是在工廠內(nèi)進(jìn)行加工和生產(chǎn)，最后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配和組裝。如果在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，所采用的預(yù)制構(gòu)件在空間結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生沖突，那么就無(wú)法滿足實(shí)際的需求，最終的結(jié)果是返場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整，甚至?xí)斐纱罅款A(yù)制裝配式構(gòu)件無(wú)法使用，直接報(bào)廢。因此在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制裝配式建筑施工之前，利用bim技術(shù)對(duì)預(yù)制裝配式構(gòu)件可施工性能進(jìn)行分析，可以有效減少預(yù)制裝配式建筑返工或者是重做的可能性，這樣就能夠有效節(jié)約工程成本，大大降低了工程風(fēng)險(xiǎn)。

利用bim技術(shù)還可以有效規(guī)劃工作場(chǎng)地，如果工作的場(chǎng)地得到合理的規(guī)劃，有個(gè)較好的空間配置那么可以有效發(fā)揮空間，有效提高工作人員的施工效率，并且能夠避免由于工作面交叉而產(chǎn)生的施工事故。工程技術(shù)人員可以利用bim軟件中的3d模擬環(huán)境開(kāi)發(fā)技術(shù)以及4d場(chǎng)地的規(guī)劃配置技術(shù)，利用3d配置模型規(guī)劃的動(dòng)態(tài)平臺(tái)進(jìn)行仿真模擬，可以產(chǎn)生以下的效果：工程技術(shù)人員利用4G終端的仿真能夠有效展示工程施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，并且能夠結(jié)合實(shí)際的工程環(huán)境進(jìn)行展示；同時(shí)工程技術(shù)人員可以利用3d配置模型，對(duì)施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)＼各個(gè)分部分項(xiàng)工程進(jìn)行有效的資源配置，并且有效整合所有的分部分項(xiàng)工程的模擬結(jié)果，最終將項(xiàng)目的人員資料、設(shè)備以及材料安排達(dá)到最佳效果，從而達(dá)到空間利用最大化的目的，這樣能夠有效提高工程施工的效率，降低工程投入的成本，減少工程事故發(fā)生的概率，也可以有效對(duì)預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行規(guī)劃和配置，能夠防止預(yù)制構(gòu)件超出塔吊的最大起重力距。

五、結(jié)束語(yǔ)

將bim技術(shù)與預(yù)制裝配式建筑工程設(shè)計(jì)與施工結(jié)合能夠有效推動(dòng)預(yù)制裝配式建筑的迅速發(fā)展，但是在現(xiàn)階段我國(guó)預(yù)制裝配式建筑與bim技術(shù)相結(jié)合研究工作仍處于起步階段，應(yīng)該加大研發(fā)的力度，努力學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并且逐步提出自己的理論和方法，以便促進(jìn)預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展。

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