BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

段飛 孫寧

摘 要：隨著我國工業(yè)化系統(tǒng)不斷完善，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，使得預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量不斷提高，促進了混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制標準符合一定規(guī)范?；诖?，文章首先分析了BIM技術(shù)和預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)概念，之后研究了BIM技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)勢，最后探討了具體的應(yīng)用，內(nèi)容供大家參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);預(yù)制裝配式混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

隨著建筑行業(yè)工業(yè)化的不斷發(fā)展，有效緩解了我國日益突出的人口、資源、環(huán)境等方面的壓力。而裝配式結(jié)構(gòu)在住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化的發(fā)展大趨勢下，成為建筑業(yè)近年來研究的熱點。利用BIM技術(shù)對裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)進行應(yīng)用研究，能夠為促進裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供支持，保證裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)全生命周期的精確化管理以及效益最大化。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)為一種建筑信息模型，將計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)條件，為其執(zhí)行三維成像技術(shù)，能在整個結(jié)構(gòu)中為其執(zhí)行一種方法和技術(shù)。當前，我國的建筑工程預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是基于BIM技術(shù)來有效發(fā)展的。BIM技術(shù)為工程建設(shè)與執(zhí)行的主要條件，通過建筑信息模型，能對建筑總體數(shù)據(jù)模型做出思考，也能精確到每個細節(jié)，確保為預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)建合理參數(shù)，將其作為一定標準，實現(xiàn)整個建筑工程預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的標準化。在該技術(shù)積極使用下，不僅能促進工作的標準化，也能縮短工程的整體建設(shè)周期?；趯IM技術(shù)的應(yīng)用，也能更為詳細的對建筑工程細節(jié)做出分析，尤其是工程中的原材料數(shù)量、類型、質(zhì)量等，都能為預(yù)算工作提供便利，確保能更為合理的控制其質(zhì)量。

2裝配式混凝土結(jié)構(gòu)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)指以在工廠生產(chǎn)、加工和制作的預(yù)制混凝土構(gòu)件為主體，再通過現(xiàn)場裝配建造出來的建筑結(jié)構(gòu)。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)可以按照裝配化程度分成全裝配混凝土結(jié)構(gòu)和部分裝配混凝土結(jié)構(gòu)，按照結(jié)構(gòu)形式可以分成裝配式框架結(jié)構(gòu)、裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)、裝配式框架支撐結(jié)構(gòu)和裝配式框架——剪力墻結(jié)構(gòu)。

3 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式工程建設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1產(chǎn)業(yè)化建造工期可控

在對預(yù)制裝配式建筑進行相關(guān)設(shè)計的過程中，要以施工現(xiàn)場施工所用到相應(yīng)構(gòu)件數(shù)量為標準，在BIM中建立與之相一致的構(gòu)件庫，這樣可以提升設(shè)計單位、構(gòu)件廠和施工單位實現(xiàn)協(xié)調(diào)合作，把生產(chǎn)環(huán)節(jié)做到集中操作，根據(jù)現(xiàn)場的實際需要生產(chǎn)出同等數(shù)量的構(gòu)件，不但可以使現(xiàn)場勞動力得到優(yōu)化配置，還有效防止了材料浪費的情況出現(xiàn)，有利于提升施工效率。為了做到在設(shè)計過程中合理進行人員分配，可以在運用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，在虛擬的三維模擬建造環(huán)節(jié)適時引入勞動力、物資和施工現(xiàn)場等必要元素，利用統(tǒng)籌時間和人力的發(fā)展觀念，以優(yōu)秀的設(shè)計指導(dǎo)施工現(xiàn)場，可以在保證工程質(zhì)量的同時加快工程進度。

3.2實現(xiàn)設(shè)計、施工一體化建造

將BIM技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其能夠提高精準度，并且覆蓋面廣，在實際草操作過程中可以有效解決建筑設(shè)計圖紙中的不足之處，在具體的操作階段不斷促進設(shè)計與施工的協(xié)作聯(lián)系，從而搭建設(shè)計施工一體化平臺，主要以施工現(xiàn)場的具體情況為基準，通過對各個流程的審查考核，對施工方案加以完善，搭建預(yù)制裝配式BIM模型，同時還要一次性做好拆分模擬等施工要點。此外，以設(shè)計環(huán)節(jié)中得到的BIM成果為基礎(chǔ)，工程師可以完成相應(yīng)的計算、測量環(huán)節(jié)，嚴格掌握脫模、吊裝和支撐的時間、位置，直到形成完整度較高的BIM信息模型，可以對施工過程進行有效指導(dǎo)。

3.3三維技術(shù)交底工作的優(yōu)化執(zhí)行和發(fā)展

在工程積極施工中，要增強增強的質(zhì)量，在具體執(zhí)行期間，執(zhí)行裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工工作，還無法為其提供豐富經(jīng)驗。所以，在對現(xiàn)場工作優(yōu)化執(zhí)行的時候，要對工程的具體特點、技術(shù)要點、其存在的難點等詳細研究，促進三維技術(shù)形式的優(yōu)化形成。尤其是套管灌漿、疊合板支撐等各個構(gòu)件等，提出的施工方案都需要將其與BIM技術(shù)進行結(jié)合，展現(xiàn)三維模型，促進現(xiàn)場工程效率的穩(wěn)定提升。

4在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

4.1利用Auto desk Revit軟件的三維可視化建模

設(shè)計人員運用Auto desk Revit軟件將設(shè)計完成的二維圖紙轉(zhuǎn)化成三維可視化模型，按照結(jié)構(gòu)的標準化、模數(shù)化設(shè)計，建成具有較強技術(shù)集成的裝配式結(jié)構(gòu)所需的各個構(gòu)件族庫。在進行項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，可以直接從設(shè)計完成的構(gòu)件族庫里選取所需要的標準構(gòu)件到項目上，以便提高設(shè)計者的工作效率。裝配式結(jié)構(gòu)三維可視化模型便于設(shè)計方與工廠的工人進行交流，同時也便于工程量統(tǒng)計。

4.2 Tekla Structure在裝配式結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點中的應(yīng)用

Tekla Structure是一款建筑結(jié)構(gòu)三維實體模型專業(yè)軟件，是世界上第一套包含從概念設(shè)計到細部設(shè)計再到車間制造、組裝等整個建設(shè)過程的建筑信息模型系統(tǒng)。裝配式結(jié)構(gòu)中大量的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點成為設(shè)計、制造和裝配的一個難點。利用Tekla Structures深化設(shè)計軟件構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)三維模型，并利用Tekla Structures深化軟件繪制深化設(shè)計圖紙，對構(gòu)件的加工制作提供了依據(jù)。實現(xiàn)鋼構(gòu)件3D實體建模，提供形象而直觀化的認知，從而提升了制造和安裝效率。

4.3仿真模擬

利用Navisworks對工程中的關(guān)鍵節(jié)點的吊裝工況進行施工仿真模擬，對施工中的吊裝環(huán)節(jié)進行了生動形象的展示，為施工方案的制定提供參照，加快了鋼結(jié)構(gòu)的吊裝速度，同時也提高了構(gòu)件的安裝精度。

4.4住宅產(chǎn)業(yè)化和PC

預(yù)制裝配式建筑就是在工廠加工完畢的配件，完好無損的運達工程現(xiàn)場，經(jīng)過一系列的施工操作形成住宅建筑。而PC住宅的建造原理類似于汽車的生產(chǎn)制造，是全新的發(fā)展模式，因為其專業(yè)化和環(huán)保性能較強，有利于我國建筑的可持續(xù)發(fā)展，未來的發(fā)展道路極為廣闊。在建筑工程建設(shè)中，也需要工程師嚴格遵守住宅模型標準設(shè)計，建立PC結(jié)構(gòu)所需要的構(gòu)件庫，優(yōu)化設(shè)計階段，從設(shè)計好的構(gòu)件庫中選取所需用的標準構(gòu)件到項目中，使每一個標準的構(gòu)件搭接裝配成三維可視模型，從而有效提升設(shè)計人員的工作效率。為了更好的體現(xiàn)裝配住宅的顯著優(yōu)勢，從設(shè)計到施工嚴格按照標準戶型操作，直至形成裝配式建筑模型庫，都需要BIM技術(shù)的參與，構(gòu)建三維實體模型，從而實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)模型設(shè)計的標準化和工業(yè)化。

綜上所述，在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用BIM技術(shù)，不但可以解決施工中由于構(gòu)件原因所產(chǎn)生的一系列問題，還能夠在保證工程整體質(zhì)量的同時，最大程度的提升施工效率，保證工程進度和控制工程成本。因此，建筑行業(yè)應(yīng)該在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中，適時建立BIM參數(shù)化構(gòu)件庫，優(yōu)化設(shè)計建筑模型，從而為我國建筑事業(yè)做出貢獻。

參考文獻：

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[2]許多.BIM技術(shù)下預(yù)制裝配式混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J].工程技術(shù)研究，2017（12）：219-220.