BIM技术在装配式混凝土结构工程中的应用

方涵仡

中国联合工程有限公司 浙江 杭州 310052

在建筑工程建设活动中，现浇混凝土结构的作用不容小觑，其本身具有取材便利、价格合理、整体性能优越、抗压性能强等特征，并获得了普遍的应用。然而，在“十四五”社会经济发展期间，我国建筑领域快步发展，许多新型建筑构筑模式衍生出来并获得了有效运用，完善传统施工技术，促进建筑领域的变革与升级。将BIM技术作为基础，进行装配式混凝土结构工程建设，能够有效处理工程建设期间的各项问题，建立完善的信息分享平台，对工程项目全生命周期的信息资料进行实时采集与更新，规避返工问题。另外，能够有效节省资源、提升工程建设效率，降低工程建设的垃圾量，全方位的提高装配式混凝土结构工程中的经济效益[1]。

1 BIM技术

1.1 BIM技术概述

BIM，指的是建筑信息模型，其中包含了工程建设项目中需要的数据资料与信息资源，此项技术主要是利用数字虚拟方针技术来模拟建筑工程的各项信息，并利用三维模型、数据库等形式展现，此项技术拥有可视化、虚拟化、可出图等优势，能够协调所有的工程参建方，利用软件系统来提升生产效率。BIM一种能够对建筑工程项目进行设计、建造与管理的数字化手段，能够汇聚与整合所有类别的工程项目信息资料，将其转化为参数或者构建相应的模型，在工程建设内容策划、建筑工程生产、施工建设、运行维护等环节提供助益，工程建设项目的信息资料能够在工程施工方、设计单位、建设单位等进行传输与分享，从真正意义上提高工程项目的整体性，保证所有参建单位都可以对项目有详细的了解，提高工程建设项目运行的有效性，提升各个单位之间相互交流的便利性，充分提升工程建设效率，节省工程建设成本，对工程建设周期进行完善与整合。

1.2 BIM技术特点

(1) 可视图化

利用BIM技术，能够将工程本身的几何特点、功能性特征、物理特性等信息资料提炼出来，构建数字化模型，对工程设计的所有阶段进行可视图化演示，例如工程方案设计阶段、施工图纸设计阶段等，无需利用其他的技术手段及工具，构建相应的可视化模型[2]。BIM技术，主要是将BIM建模软件作为依据，将施工建设图纸直接展示出来，延伸其可视化范畴，甚至还具备施工图纸动态模拟、日照情况分析模拟等可视化性能。BIM建模软件虽然有诸多种类，然而，其中最为主要的平台是Revit、广联达等两个平台，在使用BIM建模基本软件构建包括建筑工程、建筑结构、建筑安装等各项信息资料的参数化模型以后，能够对其进行集中化处理，构建相应的综合信息模型。

(2) 协调性

工程项目的设计单位、施工单位、建设单位、监理单位等在进行交流与沟通期间，往往要面对许多问题，需要各方进行沟通与协调。如果在此期间，各方并未达成共识，便有可能在施工的过程中相互出现摩擦，并且出现实际施工图纸与施工设计方案不相符的问题。利用BIM技术，可以对上述问题进行妥善处理，使得工程设计人员、施工人员能够及时、有效的处理施工建设期间面临的各种技术问题，例如，利用碰撞检测系统来检验BIM模型，了解其中的钢结构碰撞情况。利用BIM模型，能够使得各个利益方可以在工程项目的各个阶段增删信息、提取与更新资料，保证施工设计方案及图纸内容能够突破时空的局限，由始至终维持施工设计方案与图纸内容的一致性，促使各方协同开展工作。值得一提的是，应用BIM技术，能够在正式图纸制作出来以前便找出其中的问题，并与有关设计人员相互讨论与图纸内容相关的修改意见，减少其中的施工成本，降低施工建设难度。

2 装配式混凝土结构概述

装配式混凝土结构，属于装配式建筑当中的其中一种工程种类，在进行建筑工程建设、生产、加工等环节，合理应用混凝土材料来建设工程所需构件，是施工建设期间最为基础的工作内容，在施工现场进行装配，构建完整的工程建设结构，除却混凝土结构，还有框架结构、剪力墙结构等诸多结构模式。装配式混凝土结构在制作、装配与管理方面具有繁杂性特点，因为其中关系到诸多装配式构建类别，工程人员在管理与养护机械设备的过程中将会面对较大的难题。除此以外，装配式混凝土结构在成本投入控制、建设质量管理方面也面临较大的困境，由于施工设计与实际施工活动很难完全达成一致，尤其是一些规模较大的装配式混凝土结构，在施工设计期间，施工主体与施工设施之间经常要面临矛盾问题，阻碍了装配式建筑的施工建设与发展[3]。

3 在装配式混凝土结构工程中应用BIM技术的意义

3.1 提高一体化建设水平

将BIM技术作为支撑条件，可以提升混凝土结构设计的精准性，融合参数设计工作与构件制作、构件加工、构件装配等工作程序，BIM技术的产生，加强了工程设计、施工建设之间的关联性，将施工图作为基本构件，构设混凝土结构BIM模型，并对其进行拆分、模拟，在施工建设过程当中融合工程设计阶段的模型成果，利用合理的方法来计量、评估吊装的支撑位置、脱模时间，提高一体化建设水平。

3.2 提高工程建设质量

就当前情况来看，许多施工单位都没有对装配式混凝土结构的建设管理形成正确的认知，运用传统的工程管理模式，难以对装配式混凝土结构的构建起到良好的效果。因此，施工单位应当逐步改良与创新装配式工程管理模式。运用BIM技术，可以有效提升施工单位的管理水平，对于施工建设的特点、技术难点，采用三维技术交底工作模式，例如，制定外墙板以及楼梯等吊装施工方案。利用构建三维立体模型的方法，可以对工程建设过程与各个环节进行可视化岩石，综合考虑施工场地周边的现实情况，为其提供正确的指示，提高技术交底工作的严谨性、高效性，有效提升装配式混凝土结构工程的建设质量。

3.3 加快施工进度

将BIM技术应用在装配式混凝土结构工程之中，可以依照装配式建设标准，构建数据库，并为工程设计单位、生产单位、施工建设单位提供强有力的理论与技术依据，对各方进行单位进行可视化调整，提高施工建设的协调性、统一性，对资源配置进行完善，防止出现过度浪费工程材料的问题，尽快完成装配式建筑施工建设活动。除此以外，利用BIM技术，可以构建三维建筑模型，综合利用施工建设方案、施工流程，对装配式建筑施工建设过程进行模拟，详尽的考虑工程建设材料、机械设备、工作人员等方面的因素，为工程建设提供充分的参考资料与数据，防止由于工程设计、生产活动、施工建设活动难以衔接，降低施工建设的顺畅性，提高建设单位控制施工建设进度的水平。

4 装配式混凝土结构工程施工面临的主要问题

4.1 无法实现对建筑预制构件的精细化控制

现如今，我国经济水平得到了充分提升，建筑领域获得了前所未有的发展，工程建设技术也获得了完善与创新。在进行装配式混凝土结构工程施工期间，有关装配构建类别更加丰富，构件种类成百上千[4]。例如，利用先进的保温墙板，无法获取装配式建筑结构工程中的所有构件品类、数目与型号。在实际统计装配式建筑场地的材料管理指标时，也会产生一些不良的效应，无法采用合理的方式来开展控制工作及施工建设活动。在进行生产管理期间，也会产生诸多不良问题，在对装配式混凝土结构工程构件进行精细化管理时，会面临更加繁杂的问题与困境。

4.2 工程方案设计无法有效衔接实际的施工活动

在以往进行工程结构方案设计的过程中，应当着重关注对构件种类的选取及工程测算工作的开展，但是不会关系到施工建设期间面临的一部分问题。在进行装配式混凝土结构工程施工建设期间，利用大型机械设备，可以在建筑结构体之间利用支撑结构，工程建设方案设计、施工建设工作难以与施工活动进行有效衔接，配合程度较弱，随时可能会出现工程构造繁杂、返厂修改等各项问题，导致工程中消耗过多能源与资源，增加工程造价。

4.3 无法有效利用工程施工技术与工艺

对于多数工程建设单位来说，装配式建筑依旧是一种新型建筑模式，许多施工单位并没有对其产生充分的了解。许多工程建设单位缺少与装配式建筑结构施工相关的经验，依旧使用以往的施工技术进行工程结构项目交底，无法有效管理与控制工程质量，对施工团队的组建产生有着不利影响。

5 BIM技术在装配式混凝土结构工程中的信息化应用

5.1 制定复核工程的BIM技术标准

应当充分了解并参考企业内的BIM技术规范，制定对应的工程项目技术标准，除此以外，还应当考虑到企业的规划设计标准，了解BIM技术的实施原则。工程建设单位应当掌握BIM技术使用原则、使用目标与BIM技术应用范畴，对BIM技术软件的应用进行规范，阐明使用构件库的要领。建设单位要详细掌握关于建筑部件的参数数据，了解构建模型的有关事项，明确建构装配式混凝土结构工程BIM模型的标准，形成规模化流程。

5.2 系统、有效的管理构件模型

工程建设单位要综合利用物联网技术及BIM技术，保证系统可以及时的查询到与建筑模型相关的数据资料，如此方可为吊装定位工作提供良好的指导。另外，利用BIM信息系统，可以快速查阅到有关构件的参数数据，将信息数据输送到系统之中，为施工记录、工程资料的查询提供便利条件。

5.3 组件参数化的构建

装配式工程结构施工与普通的现浇混凝土施工相对比，结构体施工技术与BIM技术之间存在较大的差别，装配式结构BIM模型本身比较特别，其主要特性表现在构件族参数化领域。合理利用BIM三维模型，可以有效衔接构件加工制造方案与构件模型之间的参数资料，其中涵盖了保温层构件的ID编号、钢筋参数资料等，还包括了一部分图纸的编码信息及物理参数资料。

5.4 科学有效的管理构件模型库

建设单位可以利用BIM软件来构建BIM构建模型库，与此同时，利用CIS构件图信息系统，利用网络技术提供支持，利用平台化管理系统进行模块、组建构件库管理，从系统内部入手，为构件多样化提供保障。在此基础上，能够集成所有的构件信息，输送有关构件资料，充实数据库，并更新其中的信息。利用BIM信息系统所具备的集成管理系统，实现构件信息共享，如此方可提升BIM模型构建效率，为BIM技术的广泛应用提供给予支持。

5.5 对构件组信息资料进行有效管理

建筑单位需要利用CSI构件库中的有关模型资料，在其中纳入构件检测报告、工程设计图纸等有关资料，为之后的工程项目运行管理、工程建设进度管理奠定基础。除此以外，利用移动设备，能够记录工程建设的总体流程，在指定的网站上传有关视频、文字、音频等信息，从而全方位、高效的了解施工现场的实际情况，找出施工过程中存在的细节问题，将其清楚的呈现出来，为工程施工人员的工作提供充足的参考资料。

5.6 对工程结构构件进行可视化安装与模拟

在BIM软件技术的作用下，能够在比较短暂的时间内对装配式建筑模型进行科学化设计，将构件安装流程清楚、全面的展现出来。除此以外，利用模拟总体施工流程的方式，可以完善现存的施工建设方案。在实际进行装配式混凝土结构工程施工期间，经常缺少产业化数据为其提供支持，进行二次搬运时，会存在构件损毁、构件摆放空间不足等情况。但是，在其中运用BIM技术，能够对施工建设整体流程进行模拟，从而为构件吊装工作提供指导。另外，在构件可视化安装模拟环节，利用BIM技术能够真实的还原构件的形状[5]。

5.7 三维技术交底

目前，许多工程建设单位都没有对装配式混凝土结构工程的产业化建设技术形成良好的认知。在BIM软件的助力下，能够在软件内部将工程建设流程清楚的呈现出来，还能够充分利用BIM软件内部的三维技术，将施工建设方案内容、施工建设图纸全面的展现出来，为三维技术交底工作的开展提供支撑，为后续阶段的工作提供基础支持。

6 结束语

总体而言，在建筑工程领域逐渐高质量发展的背景下，装配式混凝土结构工程的产业化建设已然成为了建筑行业发展的必然趋势。参与工程建设的各方单位应当明确各自责任，确定工作目标，加强BIM技术与装配式混凝土结构融合的顶层设计，将装配式混凝土结构工程每个环节进行分解，从实际出发，在每个环节中有效利用BIM技术，从而有效提高工程建设质量，为工程建设领域的未来发展打下良好基础。