基于BIM技术的装配式结构构件分析

张忠超，郭馨元，宋宇婷，付 佳，宋明枫，黎 虹（通讯作者）

（黑龙江省哈尔滨市哈尔滨商业大学 黑龙江 哈尔滨 150000）

1 我国国内建筑工业化历史

进入21世纪，我国所广泛应用的现浇式建筑体系是否符合未来建筑业发展方向，重新受到建筑行业审视。近些年来，我国经济发展迅速，劳动力成本持续提升，环境污染依然严重，出现资源浪费等各类问题，我国建筑行业面临一场新的改革，中央及各地政府出台建筑工业化相关文件，在政府大力支持下，全国各地重新开始推广预制装配式结构建筑体系工作。而这种体系存在的多重问题，我国建筑业需要在不断地科学研究中有效解决，从而推动发展建筑工业化。

2 BIM技术

BIM，全称Building Information Modeling，译为建筑信息模型，主要采用三维立体化建筑模型软件系列平台。例如Revit、Autodesk。

3 BIM技术在预制装配式结构建筑体系中的应用价值

3.1 设计阶段

我国以往采用的传统建筑体系图纸以二维形式表示各种建筑信息，所以真正的构件形式须由设计专业人员抽象思考，但这局限于非形式复杂的情况，导致很多建筑信息难以避免出现误差，各专业技术人员工种之间独立作业，也导致相互之间的交流沟通障碍不断，例如无法在有效时间里检测碰撞冲突，工程后期风险大大增加，而利用BIM技术就可以解决此类问题。

3.2 前期准备

建筑管理人员可运作BIM技术流程管理生产合同，其中包括显示订单，维护生产订单，材料车间依照订单准备备料，明确显示明细避免误差生成，相关部门可依照规划数据安排方案进行生产，在各部门之间形成信息共享渠道。

3.3 构件制造与安装

使用BIM技术在装配式建筑施工工程中，可以加强生产管理。生产制造者可以根据中心数据库存放的工程生命周期数据获取构件生产信息，详细记录检测、查询相关信息，利于施工人员施工作业，在信息化过程中，生产人员会给每一个构件定制唯一编码，以便于采集跟踪，使用构件中的RFID芯片传送和搜集构件信息、综合中心数据以保证施工需求。

4 基于BIM的装配式建筑设计

4.1 预制构件参数化

提高BIM设计效率、降低建模工作量使其灵活可变，参数化是必然要求。装配式混凝土建筑设计BIM模型的构件库应采用部品标准化、模数化、通用化方法进行创建，逐步形成装配式混凝土建筑部品或构件资源库。部品部件信息模型分类应按《建筑信息模型分类及编码标准》GB/T51269中相关条款执行，并满足科学性、系统性、可扩延性、稳定兼容性、综合使用性的要求。根据统一的分类标准、命名标准、储存格式、信息交付标准，建立不同阶段各相关专业各自的标准化构件库。预埋件设计采用系列化和标准化设计，可满足BIM参数化需求。

4.2 预制构件BIM分析

基于BIM构件主要控制内容：

（1）工业化建造立面和整体风格协调统一；

（2）策划阶段内，对投资及全过程的成本控制；

（3）工艺流程、构件的成本控制、生产周期、生产衔接等方面整体把控；

（4）施工阶段中的施工周期、成本控制与上下游生产衔接；

（5）预制构件禁止裁砖。

采用BIM模型进行模型拆分设计时，应考虑所有相关应用团队的协同需求，由有经验的设计人员在BIM模型应用的早期设定拆分方法，避免形成早期创建孤立的、单用户文件，避免形成被动模型拆分设计。可重复利用的“三维构件图纸”能够提高生产效率，关键是可以实现在项目生产周期中前置构件加工图，缩短项目运营周期，提高项目效率。BIM整体流程应用结合设计原则，BIM预制构件模型可分为：一字型墙板、L形墙板、内墙板、女儿墙、阳台板、空调板、PCF板、楼梯。

4.3 施工与构件深化设计

（1）预制构件的设计，需要注重塔吊旋转半径与预制构件重量之间的关系，BIM模型进行模拟；（2）应考虑施工效率与系列化、标准化的平衡；（3）考虑生产计划于施工计划的协调统一；（4）对于复杂构件，施工效率不高，设计需谨慎使用。

预制构件深化设计是在三维设计模型基础上进行构件拆分，精确统计预制件的体积和重量，指导预制率和装配率的计算，并形成各个预制构件模型。在预制构件模型上进行深化设计，布置钢筋与各类埋件，直接生成构件生产所需的图纸，并准确统计钢筋规格与长度、埋件型号与数量等。

4.4 设计碰撞检查

BIM技术应用于碰撞检查中可分为单、多专业碰撞，后者指结构、机电专业碰撞，多专业碰撞因为构件管道多，所以需分组集合，分别进行碰撞检查。在对BIM模型检查中，预制构件之间的碰撞检查作用极大。工厂生产预制构件之后运至施工现场装配安装，如若施工过程中出现构件之间的碰撞，需对预制构件进行开槽切角，然而预制构件成型之后不能随意开切，需要新制预制构件至现场，容易造成损失与工期延误，预制构件之间的碰撞，主要是其与现浇结构之间的碰撞。

4.5 产业链主体之间信息传递

BIM技术贯穿于整个工程生命周期，实现住宅产业信息化的同时可以将生产。施工运维阶段的实际需求与技术整合到设计阶段，虚拟预演现实，真正实现BIM信息化应用。

BIM信息化与云技术相结合，有效地无缝转递信息，强化各部门横向联系，借助移动设备设置客户端，实时查看项目所需信息，实现项目可移动办公进而提高项目完成精度。

5 结语

长远来看，装配式结构符合我国工业化生产发展主要方向，依托BIM技术的集成分析优势，二者相辅相成，能够有效地强化国内设计施工水平，同时需要在实践中将二者更紧密地结合与完善，推进国家建筑工业化发展。