浅析BIM 技术在装配式剪力墙结构建筑中的信息化应用

郝志强

（山西二建集团有限公司， 山西 太原 030000）

1 概述

1.1 装配式建筑

装配式建筑是指结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制的构件在工地装配而成的建筑。

发展装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措。

2017 年06 月14 日，山西省人民政府办公厅印发《山西省关于大力发展装配式建筑的实施意见》中提出2018-2020 年要形成一批以设计、施工、部品部件规模化生产企业为核心、贯通上下游产业链条的产业集群。装配式建筑产业基地数量和产能基本满足全省发展需求。到2020 年底，全省11 个地市装配式建筑占新建建筑面积的比例达到15%以上，其中太原市、大同市力争达到25%以上。

1.2 BIM 技术

BIM 为建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，具有可视性、模拟化、协调性、优化性、可出图性等优点。

2 应用案例

2.1 工程概况

项目为山西省太原市泰瑞城住宅项目一标段，共建设4 栋住宅单体楼及地下车库，其中4 栋住宅楼为装配整体式剪力墙结构体系。总建筑面积12.9 万平米，建筑高度87.45m。装配率达到67.8%。

该项目采用预制构件有：预制混凝土夹心保温外墙板、预制混凝土内墙板、阳台外挂板、预制PCF 板、预制楼梯、预制叠合楼板、预制空调板、预制连廊。

2.2 BIM 技术在设计阶段的应用

1.各专业模型创建，图纸会审

传统的设计和图纸会审都是大量的施工图纸，装配式建筑的图纸量较传统住宅增加的更多，在短期内要凭借有经验的施工技术人员和设计人员对预制构件和现浇结合部分和作业面精确到钢筋级别，在短时间内很难完成，且经常会有遗漏，而构件生产的模具有定制性，过程中出现问题将造成模具重新制作，影响工期并造成经济损失。

BIM 技术以3D 为基础，以参数化的设计方式构件信息资料库，各专业分别建立模型，在REVIT 软件中建立模型。将预制构件部分、现浇部分、墙、梁、板、门、窗等作为单独的构件单元，添加混凝土强度等级、构件尺寸及材质、预留洞及预埋件的位置信息，提取相应信息可以统计生成Excel 表格。同时根据模型可以到处二维CAD 图纸和Excel 表格。

将所建立的模型导入Naviswork 软件对模型进行浏览和碰撞检测，不同专业的设计在合并的时候出现的错、漏、碰、缺能够被检查出来，将碰撞检测的问题及时进行汇总整理，和设计单位、构件生产单位研究探讨之后通过调整构件参数进行修改。

2.关键节点深化

在装配式建筑中精细化预制外墙与预制叠合板、预制外墙和现浇部分的钢筋，对钢筋进行精细化检查。项目一层及以上水平构件采用叠合板，通过建立三维模型可直观展示叠合板间现浇板带钢筋及桁架钢筋，且一至四层竖向构件采用现浇结构，通过建立叠合板与现浇部分连接节点模型减少预制构件与现浇结构的钢筋碰撞问题。

五层及以上竖向构件采用预制外墙，预制外墙水平连接采用一字形、L 形、T形三种连接方式，通过建立连接节点处钢筋排布模型，减少预留钢筋和现浇部位钢筋的碰撞问题。

2.3 BIM 技术在施工阶段的应用

1.场地布置

项目因为场地狭小，办公区和生活区分开设置，现场材料堆放以及构件存放需要多次调整位置，针对项目的基础阶段、主体阶段、车库施工阶段等多个施工节点提前应用BIM 技术进行场地布置策划，规划区域，能够合理有序的进行现场布置模拟，最大程度的节约施工用地，对施工现场的道路进行规划，模拟行车路线，节省工期，提高生产效率，节约成本。

2.完善企业族库

建筑信息模型搭建中，族是基本单位。参数化族可以通过调整相关参数对构件进行调整，类似构件可以采用相同的参数化族来进行调整。依据项目特点建立预制构件族库、参数化安装线管族库，为同类型工程的建模提前搭建参数族库，族库的完善可以大幅提升建模效率。

3.辅助策划

预制构件的斜支撑在顶板的连接件要提前预埋在下一层的顶板上，构件的安装和支撑精度要求高，对预埋环的精度要求也较高，斜支撑相互之间不得出现交叉碰撞，也不得出现与现浇部分交叉导致工人作业面不足，出现绑扎现浇节点钢筋困难。通过三维模型模拟预制墙体斜支撑、叠合板独立支撑的排布方式，将其直观展示出来，减少后期碰撞问题。

在施工现场6#楼一个单元作为质量样板区进行试吊装和试安装，为全方位多角度展示装配式剪力墙结构的施工工艺及节点构造连接，对质量样板区进行策划，应用BIM 技术对样板区的功能性及展示内容进行划分，在保证展示内容的基础上充分保证质量样板区的指导性。

3 辅助现场施工

3.1 进度模拟

在建立的模型基础上根据预定的施工进度进行施工模拟，确定工期，在项目管理中明确施工任务及施工节点，遇到现场工期延迟调整进度模拟，确定最新的进度模拟。辅助项目管理人员进行施工管理。

3.2 工程量提取

添加构件信息族搭建的BIM 模型实时、准确的提取所需模板、混凝土、钢筋等相关工程量信息,生成相关数据统计表，对预制构件进行编号，为施工前后的工程预决算提供工程量数据。

3.3 安装管线优化

地下设备管线层内不同专业的管线出现重叠和空间利用不合理的现象，出具净高分析报告。进行管综优化后，满足了规范要求的最小间距要求（包括管道保温层在内），合理排布，以6#楼地下一层为例，局部降低满足净空2.2m。

4 三维可视化技术交底

装配式建筑对于很多传统建筑操作工人来说并不熟悉，预制构件安装斜支撑、叠合板的独立支撑安装、吊装施工、灌浆施工等相关工艺仅靠书面技术交底并不能真正使操作工人了解操作流程，对施工工艺一知半解，现场实际操作时大打折扣，不能保证施工质量。针对装配式建筑的施工工艺制作工艺动画视频进行交底，并将施工工艺上载入到二维码中，现场操作工人可以随时扫二维码观看工艺视频。

5 BIM+二维码信息化管理

将BIM 三维模型信息和构件深化设计图纸导入对应预制构件的二维码当中，利用二维码生成器进行预制构件标签制作，并对应于预制构件的相应编号。将二维码标识按照对应编号粘贴于预制构件实体和预制构件加工图、明细表上，利用手机上APP 客户端或者专用二维码扫描仪器进行二维码识别，即出现构件信息，最终利用BIM 技术三维可视化指导生产出信息化预制构件。

6 结语

BIM 技术在装配式剪力墙结构中的应用能够提升审图效率，节约施工成本，与方案策划同步能起到很好的指导作用。但BIM 技术应用的落地和BIM 专业人才的积累以及管理人员应用BIM 技术的意识分不开。BIM 技术对建筑行业的推动和发展能够起到积极的促进作用。但在应用过程中还存在很多问题，还需要在工程实践中进一步完善。