装配式混凝土结构工程中BIM技术的应用策略

李承明

摘要：伴随着建筑越来越往着产业化的方向发展，装配式建筑所占的比例在建筑市场中也变得越来越高。装配式建筑工程施工的整体水平和质量也越发引起关注。文章主要介绍了BIM技术所拥有的特点，并且分析了在装配式建筑中运用BIM技术的必要性，探讨了BIM技术在装配式混凝土结构工程施工中的具体应用，即装配式建筑与BIM技术的协调发展并提供了想法。

关键词：BIM技术;装配式建筑;应用策略

Abstract： With the development of architecture towards industrialization， the proportion of prefabricated buildings in the construction market is becoming higher and higher. The overall level and quality of prefabricated building engineering construction has attracted more and more attention. This paper mainly introduces the characteristics of BIM technology， analyzes the necessity of using BIM technology in prefabricated buildings， discusses the specific application of BIM technology in prefabricated concrete structure engineering construction， that is， the coordinated development of prefabricated building and BIM technology， and provides ideas.

0  引言

在我国，装配式建筑自发展以来，其过程并不是那么的平稳的。就混凝土结构而言，业内一直存在着“现浇和预制之辩”。随着现阶段装配式技术相对以前取得了明显的进步，现如今的大趋势是建筑工业化发展，在响应发展绿色环保建筑的号召下，我国建筑结构发展的重要方向已朝着装配式建筑结构的方向发展。通过在装配式混凝土结构工程中应用建筑信息建模（BIM）技术，不仅可以让全生命周期的精细化管理的目标在装配式建筑结构中得以实现，而且有利于促进装配式建筑结构的发展，这样一来可以提升工程总体效益[1]。

1  装配式建筑运用BIM技术的必要性

1.1 BIM技术概述

社会和时代是不断发展的，因此不断更新的计算机信息技术也已经开始进入并且应用到建筑行业的发展过程中，建筑行业也已初步进入计算机技术的辅助和普及阶段。随着BIM技术的引入，我国传统建筑过程中的信息管理问题被迅速解决了。从传统角度来看，BIM是一种建立在建筑学理论之上的一种技术形式，可以及时准确地收集建筑施工过程中产生的各项信息和数据，从而构建出完整的建筑信息模型，在一定程度上来说是对建筑生产信息的一种管理和存储方式。BIM技术在建筑发展过程总应用的基础是建筑工程中出现的相关信息和数据，根据收集而来的信息利用仿真技术模拟出有关建筑工程的相关信息。BIM技术最早被西方国家引入建筑施工工作过程中，并且取得了良好的效果，我国与其他发达国家相比引入时间相对较晚，因此在建筑工程的应用中发展并不完善，因此这种技术在我国国内的建筑行业发展中速度缓慢，但近几年来，发展速度越来越快，因此在装配式建筑中运用BIM技术是有必要的。

1.2 建立建筑资源库，提高资源管理质量与效率

BIM技术是目前建设设计和施工资源数据库的重要工具。数字化的特点是自BIM技术的发展以来所具有的，人们可以使用这项技术预制建筑工程设计中使用的资源，通过数字化模型数据来进入企业管理数据库。在预制构件施工中，人为因素对管理质量的影响往往会较大，这是因为传统的建筑信息化管理模式下往往存在大量的计算和统计工作。所以，一些經常发生的人为操作失误往往会引起不必要的损失。通过BIM技术来建立一个存储库来管理各类建筑信息资源，分类放置在BIM软件中，无论是以数字形式的列表形式，还是查询每个项目的资源后，都变得非常方便，这样一来就能有效地提高了资源信息管理的质量和效率。

1.3 深化图纸的生成，指导预制构件加工与生产

施工企业结构设计研究成果在装配式建筑工程结构设计中的重要体现往往是设计图的生成。如何深化设计图纸在传统的设计方法中一直是设计师的一个重要的问题考虑因素，其中关卡设计更是设计师的重要体现。通过在网络建立起BIM三维的构件模型，设计师可以利用BIM软件系统来进行教学设计。在工作管理者操作时只需将各种构件生成和加工工艺信息处理数据转变成为二维结构设计图，就能将装配式构件的加工和生产在指导下变得更好。建筑预制构件的加工生产通常规模很大，种类繁多，从而导致传统的工业预制工艺计算量巨大，另外，由于缺乏科学的施工标准，在预制构件的计算中会很容易出现各种误差，从而影响构件的精度，进而影响装配式建筑施工的顺利开展和整体施工质量。根据工程设计和施工要求准确输入构件的基本信息，然后通过在建筑结构设计中应用于BIM技术，软件就能自动完成各种精度分析计算，这样一来，就能有效避免传统人工计算方法中因为人为因素而造成的各种误差，而减少了误差，就能有效地提高了建筑结构设计的精度[2]。

2  BIM 技术在装配式混凝土结构工程中的具体应用

2.1 在建筑设计阶段的应用

2.1.1 深化设计

构件和预埋件的数量在大型复杂的工程项目中往往庞大，设备管线众多，布置复杂。在传统的二维深化设计中，只是将各专业的平面管线布置图叠加在一起，按照一定的原则确定各种系统，确定管道的相对位置和原则标高，然后绘制关键部位的局部横断面图。此种深化设计方式设计周期长，并且不够直观，引入三维可视化BIM技术后，利用基于BIM技术的软件，如Tekla Structures和Magic CAD，能够实现预制构件钢筋的三维生成和预埋线槽的三维协同设计和机电管道的点位布置，这样在完成后项目建筑外观在施工前呈现，能表达直观清晰。在提高准确度的同时，大大提升了设计的效率。

2.1.2 复杂节点处理

构件预制和现场装配是装配式建筑具有的固有特点。一般的建筑结构都需要具有足够的整体刚度和抗震性能，为了让建筑结构满足这些要求，需要解决存在钢筋密集、层次多、预制构件连接节点混凝土浇筑困难等施工的难点。使用所述结构BIM软件3D模型，设计人员能够实现配置在三维模型节点实际钢，让复杂地钢筋节点的细部做法能够被施工人员能够清晰地理解，减少因对平面图纸的理解差异而出现的装配失误，确保施工方案的合理可行，提升施工质量。

2.1.3 碰撞检测

BIM技术发展和应用当中最直观、最经济的功能问题之一是举行碰撞检测。预制混凝土在结构设计中，除了专业水，电导管和集成检测时，钢的轮廓和内部之间的碰撞和钢筋预制之间的加强构件需被嵌入和碰撞检测焦点。BIM设计可以通过快速开发生成碰撞检测工作报告，并对revit模型进行多学科联动修改，这点在传统的二维设计方法中是没有的。与此同时，模拟安装BIM在碰撞检测结束后也是可以的。根据仿真研究和分析的结果，可以进行对早期修改教学设计，减少施工管理阶段的设计次数的变更，从而减少在施工作业上所消耗的时间[3]。

2.2 在施工管理过程中的应用

2.2.1 材料监管

运用BIM这项技术，能够发现施工现场的差异、预制构件的归类求和、建筑材料的使用数量，以及现实使用情况的分析，并能够将材料输入实时调整计划，还可以根据施工作业和需求估算预制量。在不同的阶段，为库存控制提供了基础。通过将BIM技术与RFID智能识别信息技术这两项技术相互结合，我们能够将构件的位置和进度管理属性添加到数据库中，并锁定每个构件所在城市区域的地理位置和管理进度控制状态、精密预制构件能否按计划进行、现场时间、场地、资金占用等。

2.2.2 场地布置管理

装配式建筑施工现场布局和建筑结构原位之间有很大的区别，为满足安装，不减慢每天的工作生产，制造建筑工地需要堆放大量负荷。正因如此，在堆放位置的选择上，往往就会变得尤为关键。在一个方面上，我们要考虑塔吊吊装范围和车辆运输发展规划，避免或减少第二次进行搬运;另一方面上，我们要考虑其他项目的施工技术环境，保证工人学生顺利开展工作。通过BIM技术，可以来实现场地布局的模拟，通过外推法合理规划场地区域线路，可以对水电有针对性的布置，动态优化各功能区。

2.2.3 吊装环节管理

众所周知，BIM具有较强的模仿功能，在预制混凝土结构施工中，合理应用该技术的模拟性能，能够对吊装环节实行提前预测和了解，明确掌握吊装的具体流程，并对模拟吊装中出现的问题予以分析研究，然后制定合理管控措施，保证吊装工程质量。应用BIM对吊装施工进行前瞻性分析，可以有效地减少吊装作业中不利因素的影响，增大在吊装作业时候的安全性，减少发生危险及造成损失的形成[4]。

2.3 在后期运营维护及拆卸阶段的应用

2.3.1 运营维护

使用BIM技术可以成功的实现装配式建筑在使用寿命期的绿色运营维护管理。通过运用BIM技术，我们能够记下数据和定位空间位置的信息。将镶嵌在RFID芯片设备内部中的预制构件与BIM和RFID技术相结合，能够将施工企业信息导入到资产管理控制系统，供建筑物監控和使用。因为BIM模型是高能耗选址的，操作和维护管理者可以分析处理数据过程中的能源消耗来尽可能快地解决BIM软件准确定位。

2.3.2 拆卸阶段

由于社会的快速发展，装配式工程中存在的拆卸问题也是不可避免的。为了能够提高拆卸效率，通常在拆卸过程中，我们在进行装配工程的工作时候，会运用到BIM技术，以此来减少时间上的损耗，它还可以减少项目拆迁对周围人和建筑物的影响。此外，一些可回收的资源可以通过采用BIM技术进行拆解完成后，进行第二次开发和回收利用，这一点达到了环保节能的初衷，为企业节省了更多的资金成本。

3  结语

如果说能够将BIM技术运用到装配式混凝土的结构工程中去，不仅可以减少环境污染，而且能够让资源的优化配置和充分利用的目标得以实现，还可以通过指导建筑施工，让装配式建筑的施工质量和效率变得更高。在今后的发展中，就要高效的将BIM技术应用在设计管理、生产管理、施工管理、运营管理中，以此加强装配式结构工程的标准性、规范性，深入提升工程的建设质量，促进建筑行业的持续发展，为我国建筑行业的发展带来全新的发展空间。

参考文献：

[1]阴云芳.试析BIM技术在装配式混凝土结构工程中应用[J].建材与装饰，2019（11）：12-13.

[2]郑安朝.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J].住宅与房地产，2018（31）：164.

[3]李文才.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用研究[J].安徽建筑，2018，24（04）：52-53.

[4]梁斌.BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用[J].现代物业（中旬刊），2019（08）：50.