BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析

王一鳴 任 博

現(xiàn)階段，在我國經(jīng)濟、科技實力增強的背景下，裝配式建筑這種新型建筑方式得到廣泛應(yīng)用。BIM 作為新技術(shù)，其價值較高，在建筑工程施工中有著深遠影響。將BIM技術(shù)融合到裝配式建筑中，可以對設(shè)計的合理性、結(jié)構(gòu)的可靠性進行檢驗，并完成優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上，全方位、多角度提升建筑工程質(zhì)量，確保較好的施工效果，實現(xiàn)效益最大化。

1.BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

1.1 提升建筑設(shè)計效率

裝配式建筑結(jié)構(gòu)相對特殊，許多核心構(gòu)件都是預(yù)制完成的，在設(shè)計時，要綜合考量，對預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋有精準的判斷，這是施工的前提。除了構(gòu)件預(yù)埋之外，還要優(yōu)化預(yù)留孔洞設(shè)計，為了保證施工效果，技術(shù)人員要制定協(xié)調(diào)設(shè)計的策略。總而言之，裝配式建筑設(shè)計難度較大，時長也比較長。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以取得設(shè)計層面的突破，縮短設(shè)計的時長，同時提高設(shè)計的精準性，確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)合理以及穩(wěn)定。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段使用BIM技術(shù)，可以提供信息精準檢索方面的保障，在其輔助下，更好、更便捷地完成修改與優(yōu)化設(shè)計方案，提升建筑設(shè)計效率。在此前提下，適當結(jié)合云端技術(shù)，將自動糾錯功能適當、合理地發(fā)揮出來，提升設(shè)計合理性。

1.2 有序設(shè)計預(yù)制構(gòu)件

在實際應(yīng)用中，在BIM技術(shù)輔助下，可以合理實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，確保預(yù)制構(gòu)件優(yōu)質(zhì)、有序設(shè)計。BIM技術(shù)開放性特征鮮明，這一點可以通過數(shù)據(jù)共享體現(xiàn)出來。技術(shù)人員在工作時，合理化流程是將設(shè)計方案實時上傳，將數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器上，以此打造優(yōu)質(zhì)的預(yù)制資源庫，為資源庫構(gòu)建打好基礎(chǔ)。實際工作中，在預(yù)制資源庫中，可以比對不同預(yù)制構(gòu)件，掌握構(gòu)件優(yōu)缺點，清晰制定構(gòu)件標準，對核心構(gòu)件形狀以及其他參數(shù)合理優(yōu)化，實現(xiàn)有序的構(gòu)件設(shè)計，保證構(gòu)件預(yù)制質(zhì)量。

1.3 預(yù)防設(shè)計誤差

BIM技術(shù)可以在精細化設(shè)計的特殊要求下，規(guī)避裝配偏差問題。在BIM技術(shù)的幫助下，構(gòu)件參數(shù)、性能可以更加理想，通常情況下，人員利用該技術(shù)，可以進一步精確參數(shù)，例如鋼筋保護層、構(gòu)件尺寸、鋼筋直徑等。在此基礎(chǔ)上，BIM 三維視圖模型的優(yōu)勢可以顯現(xiàn)出來，通過三維視圖模型，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，在判斷預(yù)制構(gòu)件契合程度的同時，提出合理措施[1]。利用更直觀的方式，避免設(shè)計誤差，提升設(shè)計可靠性，保證建筑設(shè)計品質(zhì)。與此同時，還可以減少裝配施工的成本，對構(gòu)件種類、數(shù)量嚴格、精細化控制，高效率完成施工任務(wù)，以施工質(zhì)量保障為前提，合理降低施工成本，同時達到節(jié)約資源的目的。

2.BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)計階段的運用

在裝配式建筑設(shè)計中，需要綜合考量的因素較多，屬于系統(tǒng)且全面的工作，設(shè)計難度較大。在實際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，需要對預(yù)制構(gòu)件進行清晰、合理規(guī)劃，特別是各類預(yù)埋和預(yù)留，都需要優(yōu)化設(shè)計，同時，還要增加設(shè)計人員的交流機會，保證密切配合，只有這樣，才能提高設(shè)計水準。在裝配式建筑設(shè)計中，需要快速掌握設(shè)計信息，實現(xiàn)設(shè)計信息的傳遞，為設(shè)計方案“同步”修改做足準備。想要實現(xiàn)這一目標，BIM技術(shù)必不可少。在應(yīng)用中，將其與“云端”技術(shù)融合，便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以及關(guān)鍵信息的快速傳遞，幫助設(shè)計人員掌握最真實的建筑結(jié)構(gòu)狀態(tài)[2]。在信息收集基礎(chǔ)上，搭建BIM 模型，發(fā)揮碰撞與自動糾錯的作用，自動篩選設(shè)計沖突，及時找出設(shè)計漏洞，并進行針對性調(diào)整，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。結(jié)合現(xiàn)實可知，裝配式建筑較為特殊，預(yù)制構(gòu)件種類繁多，構(gòu)件樣式層出不窮，出圖量大，借助BIM技術(shù)，可以發(fā)揮“協(xié)同”設(shè)計功能，實現(xiàn)參數(shù)同步修改，避免人員失誤，對設(shè)計方案的調(diào)整十分有利。通過這樣的工作機制，可以節(jié)省設(shè)計人員的精力，同時合理縮短設(shè)計時間。此外，在使用期間，通過授予修改權(quán)限，可以鼓勵相關(guān)技術(shù)和管理人員參與到裝配式建筑的優(yōu)化中，結(jié)合自身專業(yè)知識，提出意見和建議，全方位完善裝配式建筑的性能，提高設(shè)計滿意度。

2.2 成本預(yù)算與材料采購的應(yīng)用

除了在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，BIM技術(shù)在成本預(yù)算環(huán)節(jié)同樣作用顯著，在材料采購中，BIM技術(shù)的功效一樣不容小覷。BIM技術(shù)可以模擬生產(chǎn)階段，進一步明確材料、勞務(wù)、設(shè)備等內(nèi)容，在掌握基本信息的前提下完成計算優(yōu)化，借此制定生產(chǎn)計劃，合理設(shè)計施工進度，幫助施工企業(yè)長足發(fā)展。現(xiàn)實中，通過BIM技術(shù)應(yīng)用，發(fā)揮自動提取功能，對采購任務(wù)進行精細化指導，避免建筑資源浪費。

2.3 生產(chǎn)階段的運用

2.3.1 優(yōu)化構(gòu)件生產(chǎn)流程

BIM技術(shù)優(yōu)勢突出，特別是在優(yōu)化構(gòu)件生產(chǎn)流程中，有著特殊地位，其應(yīng)用可以實現(xiàn)構(gòu)件預(yù)制流程的簡化，保證進度的同時，提高預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量?，F(xiàn)實中，裝配式建筑構(gòu)成復(fù)雜，實施包含多個環(huán)節(jié)，整個生產(chǎn)周期中，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)不用質(zhì)疑是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要高度重視。在優(yōu)化構(gòu)件生產(chǎn)階段，為了提升施工品質(zhì)，讓構(gòu)件性能達標，完全可以依靠裝配建筑BIM 模型，提高加工信息準確性，從模型中調(diào)取核心信息，掌握預(yù)制構(gòu)件尺寸，在此前提下，制定相應(yīng)生產(chǎn)計劃，同時向有關(guān)部門精準無誤傳遞構(gòu)件進度信息。在實際應(yīng)用中，為了進一步強化BIM技術(shù)應(yīng)用效果，保證預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量，可以在預(yù)制構(gòu)件階段，植入含有構(gòu)件信息的高端RFID 芯片，通過這樣的方式，進行有效物流管理，確保構(gòu)件運輸效率。

2.3.2 加快模型試制過程

為了保證施工進度，全方位提升施工質(zhì)量，通常情況下，在裝配式建筑設(shè)計成型后，利用BIM 模型的開放性，實現(xiàn)各種構(gòu)配件信息共享，讓預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商了解真實情況，獲取產(chǎn)品參數(shù)材料，為構(gòu)件加工提供保障。所有的設(shè)計數(shù)據(jù)，在現(xiàn)實使用中，可以通過條形碼轉(zhuǎn)換，讓參數(shù)信息更加直觀、清晰。在此基礎(chǔ)上，還可以借助3D 打印，將BIM 模型真實呈現(xiàn)出來，加快模型試制過程，結(jié)合打印出的模型，完成對原有設(shè)計的校驗，提高方案的合理性。

2.3.3 預(yù)拼裝

在預(yù)拼裝階段，為了保證拼裝效果，需要將原本連續(xù)的、高度適配的BIM 模型構(gòu)件，按照科學步驟和施工情況進行拆分，將其變成多個獨立構(gòu)件，在此基礎(chǔ)上進行預(yù)拼裝，進一步驗證各項參數(shù)，保證結(jié)構(gòu)理想的性能、狀態(tài)。在預(yù)拼裝階段，可以持續(xù)優(yōu)化構(gòu)造設(shè)計。結(jié)合現(xiàn)實可知，在結(jié)構(gòu)模型中，鋼筋、材質(zhì)等信息都是包含其中的，這些都是重要參數(shù)，通過局部修正之后，便可以實現(xiàn)構(gòu)件的拆分。在構(gòu)件拆分前提下，展開可視化編程，將現(xiàn)澆構(gòu)件合理、科學拆分成零件，檢驗結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性[3]。需要強調(diào)的是，在裝配式建筑中，無論是柱還是主次梁，在進行連接設(shè)計時，通常復(fù)雜性較高，基于這樣的前提，可以發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，完成預(yù)拼裝，借助這樣的方式，對節(jié)點連接方式細致檢查和不斷優(yōu)化，從源頭降低施工問題概率，提升施工安全性，科學控制施工難度 。

2.3.4 碰撞檢測

碰撞檢測可以規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)風險，為施工質(zhì)量提供保障。對裝配式建筑而言，想要提升建筑品質(zhì)，就要從預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量入手。其中，預(yù)留孔洞問題最值得重視，孔洞預(yù)留的精確性是保證裝配式施工質(zhì)量的前提。在傳統(tǒng)的工藝中，孔洞預(yù)留耗時較長，并且精確性不高，嚴重影響了施工品質(zhì)和裝配式建筑效率。而利用BIM技術(shù)，結(jié)構(gòu)模型協(xié)同糅合可得以實現(xiàn)，并對錯漏展開檢查。實踐證實，這樣的方式效率較高，能有效縮短檢查時間，及時將設(shè)計隱患消除，確保后續(xù)施工安全。在現(xiàn)實應(yīng)用中，可將BIM 模型（深化后的）導入Navisworks 軟件中，借助軟件，對結(jié)構(gòu)設(shè)計節(jié)點（結(jié)構(gòu)包含的全部節(jié)點）展開碰撞檢測，避免施工和設(shè)計矛盾。在碰撞檢測階段，要將建筑、結(jié)構(gòu)等全部導入，只有這樣才能確保檢測品質(zhì)，將碰撞問題進行最優(yōu)解決。

2.4 施工階段的運用

BIM技術(shù)在施工階段，可以起到精細化管理的作用，將施工隱患合理消除，提升建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在施工階段，需要人員強化意識，嚴格依照標準進行操作，借助合理方式完成對預(yù)制構(gòu)件的全過程管理，優(yōu)化生產(chǎn)流程。通過實踐可知，預(yù)制構(gòu)件在裝配式施工中不可替代，所以需要綜合考量，巧妙利用BIM技術(shù)，確保施工平穩(wěn)、有序。在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)效益最大化。

3.結(jié)論

綜上所述，使用BIM技術(shù)是新時期對裝配式建筑的要求，通過該技術(shù)的滲透，能夠提升設(shè)計效率，從源頭降低設(shè)計誤差，保證裝配式建筑良好的設(shè)計品質(zhì)，同時BIM技術(shù)在施工管理方面也有較大優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中，通過優(yōu)化設(shè)計、預(yù)拼裝、碰撞檢測等，減少預(yù)制構(gòu)件種類，合理控制施工成本。