BIM技术在装配式剪力墙结构中的应用For the application of BIM technologyin prefabricated shear wall structure

卫 涛

Wei Tao

BIM技术在装配式剪力墙结构中的应用For the application of BIM technologyin prefabricated shear wall structure

卫 涛

Wei Tao

(安徽建筑大学 安徽 合肥 230601)

(Anhui Jianzhu University,HeFei230601，China)

以兰州路公租房设计施工一体化项目为例，具体阐述了BIM技术在装配式剪力墙结构中的应用。结合具体案例进行分析，分析结果表明，BIM技术在装配式剪力墙结构中的设计、施工阶段有巨大指导、纠错作用。为推动建筑产业化、工业化有巨大推动意义。

BIM技术；装配式剪力墙结构；设计与施工阶段；应用

引言

“BIM”建筑信息模型，自从由于它的出现，项目过程中的各个阶段都有了共同操作界面下的技术平台。虽然现如今，BIM技术在国内施工项目中运用的越来越多，但在装配式剪力墙结构却是非常少见的。装配式剪力墙结构体系作为装配式建筑的主要结构体系之一，研究BIM技术在其结构体系下的应用就显得有格外意义。特别的是，BIM技术可以对装配式剪力墙结构进行空间的合理优化，减少构件、单体、空间等和各类专业的“错”、“漏”、“碰”、“缺”的出现概率、解决初步设计深度不够的问题、施工过程的优化和三维模拟仿真、项目建设各个阶段中的成本控制等，通过BIM技术的应用，可以为装配式剪力墙结构设计阶段、施工阶段的发展提供技术支持。

一、BIM技术的应用概述

装配式剪力墙结构构件类型近百种，每块构件同时包含建筑、结构、给排水、电气、暖通等专业的信息。构件种类多、预埋件量大导致构件设计、施工过程中多次出现专业碰撞，现场吊装困难等问题。BIM是打破传统二维设计的束缚，以建筑信息为基准，在三维空间构建建筑模型，所有专业同平面工作，做到可视化、协调方便。如图1为建筑平面的三维模型拆分图。

通过BIM三维碰撞检查的功能，将各个专业工作平台集成到一个界面以此来完成设计工作，做到专业之间的互不“打架”。设计工作完成后，将三维模型与项目发展时间相结合，进行4D模拟。也即是依据施工组织设计来模拟现场的实际施工。4D模拟完成后，通过模拟结果来确定合理的施工方案。以此作为施工的依据参照。如有需要还可以进行5D模拟(4D模拟+造价控制)。以上为BIM技术的应用概述。如下图2就是整个项目中BIM的应用流程。

图1 三维模型拆分图

图2 BIM应用流程

二、应用案例

(一)工程概况

合肥市包河区兰州路公租房项目采用设计·施工一体化，本项目采用装配式剪力墙结构，本项目共有5栋单体，预制构件总量17484块，以本项目某#楼为例，标准层预制剪力墙47块、内墙36块、叠合板48块、叠合梁4块，楼梯4挂、预制空心隔墙34块，叠合式阳台12挂，外挂空调板4块，标准层预制构件数量统计详见下表1所示。设计工作开展时，采用BIM技术，参数化的建模方式可以极大提高工作效率，例：预制剪力墙，当不把相关预埋件与预留孔道考虑的情况下，预制剪力墙分为带窗口和不带窗口的两种，不同组合下的结构配筋计算相当繁琐，通过做出3种参数化构件，所有剪力墙的配筋计算就能够轻易得到。实际工程统计结果表明，运用BIM技术通过参数化的设计方式，装配式剪力墙结构模型搭建只需要一个工作日即可完成。

表1 标准层预制构件数量统计

(二)设计阶段

通过三维模拟和二维的平面设计完成实境模拟，确切保证得到符合要求的设计成果，如准确的建筑与结构图、内容详尽精致的三维PDF、管线碰撞检测、钢筋和混凝土量的报表等。本项目的施工图设计阶段、深化设计阶段及施工阶段都将采用BIM技术进行配合；各专业施工图设计均在BIM技术平台上进行。施工图蓝图出图之前，我们将采用BIM技术对各专业进行复核。首先是复核各专业自身图纸是否有相互矛盾或不统一的地方，然后复核各专业图纸之间是否矛盾，建筑与结构专业是否一致，设备管道是否穿梁、穿柱及管道之间是否有矛盾等，这些均可以很直观的在BIM 模型中体现出来，同时软件可以自动提醒设计人员哪些比方有碰撞、哪些地方设计不合理，另外还可以根据BIM平台来符合楼层的净高是否满足设计要求，从而达到优化设计的目的。图3为设计阶段的三维模拟图。

(三)施工阶段

设计数据高效的重复利用于制造详图和施工活动的规划、设计审查包括碰撞检查、批注和进度模拟，以尽量减少风险，优化施工顺序、数据移动化提升了施工的活动性并能提高响应能力。并采用BIM技术进行现场施工管理的配合工作。本项目施工图正式出图后所有高层住宅全部户型(需注明开关、插座、灯头、孔洞、结构梁等设备、构件位置)全部采用BIM技术做成三维模型上专题会评审确认；

通过BIM平台实现装配式住宅的进度管理。BIM类的相关软件如Revit可以与MS Project先继衔接，完成项目施工进度安排的导出和导入。规划导入后，能在BIM的三维模型中浏览和改正各类预制构件的设计、施工生产、道路运输、现场吊装等施工阶段的时刻属性。利用BIM的三维模型，完成项目施工阶段的“看得见”模拟，使施工阶段的工序得到优化。图4为施工阶段的三维模拟装配。

图4 施工阶段的三维模拟装配

三、结语

以上，利用BIM技术能有效提高装配式剪力墙结构在设计、施工阶段的管理水平和生产效率，特别是在关键的预制外墙的工场制作和安装上极大提升了工作效率。当前，BIM技术还是偏向于设计阶段的理论研究，对于施工阶段，比如将RFID辨识技术与BIM模型结合还有待进一步研究。但现阶段的BIM技术应用对国家实现建筑产业化、工业化已有现实意义。

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In lanzhou road public housing design and construction integration project as an example, elaborates on the BIM technology application in prefabricated shear wall structure. Combined with specific case analysis, the analysis results show that the BIM technology in the prefabricated shear wall structure design, the construction phase has great guidance and correction action. In order to promote construction industrialization, industrialization has great significance.

BIM technology；prefabricated shear wall structure；design and construction Phase;application

卫涛(1993-)，男，安徽六安人，在读硕士研究生，研究方向：建筑结构动力分析。