装配式PC 预制叠合板优化设计中BIM 技术的应用

易振国

（窑街煤电集团公司技术创新中心，甘肃 兰州 730084）

1 引言

BIM 技术是以CAD 技术为基础产生的多个维度的模型信息集成技术。而伴随技术水平地逐步提升，此时被普遍地运用在装配式建筑工程中。装配式建筑不仅要契合建筑安全标准，而且也要契合节能环保标准，顺应我国可持续发展战略。装配式叠合板让之前的现场加工方式成功实现了升级，另外装配式叠合板实操便利，成本相对低廉。文章将针对装配式PC 预制叠合板优化中BIM 技术的运用进行深入分析，期望为该领域从业人员带来一定的参考价值。

2 BIM 技术在装配式叠合板施工的优势

2.1 有效提高设计效率

传统的二维图纸设计流程多、时间长，而且偏差率极高。由于图纸出错使得工期延误问题屡次出现，BIM 技术把设计形式从二维图纸转变至三维模型，纳入了诸多的数据信息，能够通过BIM 模型获取叠合板用料、联结、钢筋配置状况，而不是通过人工绘制图纸，检查信息，这就大幅度提高了设计的效率。

2.2 减少设计误差

BIM 技术能够充分发挥碰撞检查的功能，通过多次核查设计结果，就能够进一步纠正设计中现存的问题。在传统设计环节中，通过人工审图产生的误差较大，但是使用BIM 技术可以减小图纸审核人员的任务量，能够及时发现钢筋方位间隔、叠合板连接等方面存在的缺陷。

2.3 高效协同施工

BIM 技术平台本质上就是一个数据共享平台，在BIM 技术平台信息开放的情况之下，多处环节的管控、设计工作者一同搭建模型，进行变更，有利于施工中的沟通，进而协同施工。信息开放还有助于各流程工作人员彼此监督，大幅度提升准确性。BIM 模型能够呈现作业过程，避免与专业规划存在冲突，有助于项目顺畅进行。

3 BIM 技术叠合板深化设计平台的功能

第一，确定拆分位置。依据投入资金数额、施工的困难程度划分现浇板与叠合板的区域。这个部分通常依托Revit 系统完成，可将颜色作为划分的依据，进而精准辨识各个叠合板区域。倘若工程中拆分区域相对很少，那就可以提供编号处理。第二，合理设计构建尺寸。在设计尺寸的过程中，相关人员要秉持“模数协调”的准则，针对预制构件的尺寸予以优化。而且叠合板的模具耗费成本较高，为了节省费用，相关人员要采取方法提升模具的利用率。为了便于联结，相关人员要依据其他构件的情况明确叠合板厚度。第三，获取相关信息和设计标准。对构件设计进行优化期间，有关人员需要得到构件的设计标准。这些工作需依托PKPM 结构分析系统开展，基于此得到结构内力数据和钢筋配置数据。第四，对叠合板设计计划进行优化。利用BIM 系统的检验效能推动设计工作开展，例如，叠合板连接点的方案优化等。

4 装配式PC 预制叠合板优化设计施工重难点分析

首先，叠合板原本设计单位，根据单位属地的基本标准完成初步设计工作，施工方要求依据施工现场状况，利用BIM 工艺实现科学化的优化设计工作。考虑到PC 预制构件的设计、预制、转移、储存、吊装以及安装等流程的时间及空间跨度相对很大，技术繁琐，工程场地较为狭小，怎样细致系统地管控安全质量已经成为重点。其次，叠合板总体规模较为庞杂，构件规模多元，再加上运输的间隔较远，很难实现吊装以及装配精度，如果组织不合理就会损坏叠合板。在作业过程中，还需要根据叠合板的尺寸科学配备起重机种类，要利用BIM 技术予以吊装设计，保证塔吊的运作区域科学，实现资源利用效率最大化。第三，楼板中预留出了一系列机电管线、水电管道等不同的孔洞，相关人员要利用BIM 工艺进行防碰撞以及叠合板的支撑系统设计，从而保证其具备相应的负荷力，同时还应该提供针对性的养护举措，从而做到结构内实外美。

5 装配式PC 预制叠合板优化设计中BIM 技术的应用技术分析

BIM 优化平台，在采集叠合板结构内力信息以及设计指标之后，相关人员要充分利用Revit 软件综合叠合板作业次序、工艺繁琐程度、工程成本等等。为了进一步辨别叠合板的各个区域，从而给建筑模型各个区域渲染不同的色彩。倘若工程拆分范围较小，此时需要对叠合板提供编码，这样有助于拆分区域。因为叠合板模具加工较为复杂，造价成本高，为了进一步减少成分支出，相关人员要利用BIM 技术优化设计模具，如此一来才能够达成模具利用最大化的目的。为了能够顺利连接叠合板，那么就要根据项目实际优化设计尺寸，而且还应该调整结构设计方案。

5.1 施工准备工作

在施工准备时期，要求进行总体策划，这就涵括布置施工现场、起重设施选型、吊装部署构件生产运输及储存、模板支撑机制策划等环节。

在加工制作叠合板之前，要求及时优化设计图纸，特别是吊筋尺寸、布置间隔距离以及数量。而在预制叠合板过程中，要秉持生产厂家施工技术予以制作，保证叠合板生产质量可靠。与此同时，还应该安排专业人士对叠合板出厂质量状况予以检查及核验，比较常见的检查项目包括锚固筋直径、尺寸、吊筋规模、混凝土强度、表层平整度以及外观质量等等，叠合板质量要契合设计标准。而叠合板要采取平板车予以运输，接着于车厢下端平铺通长木方，木方规格大约是100 mm×100 mm，接着于木方上平铺厚度为15 mm 的硬橡胶垫。在木方铺装时，应当第一时间确定叠合板的具体规格，确保叠合板所受的力量均衡。叠合板暂时在场地堆放时，应当放置在塔吊能够覆盖的范围，另外应当对放置位置进行硬化，确保施工现场平整。具体到叠合板而言，应当按照吊装单元进行放置，叠合板放置层数应当不高于6 层，叠合板下方应当放置垫木，垫木分别放在跨中、两个顶端大概200 mm 的位置，叠合板吊环应当朝上，垫木应当保持纵向垂直且处在同个水平面，如果是重量很重的叠合板，应靠近塔吊一端放置。

5.2 叠合板优化设计

考虑到BIM 的装配式建筑施工重要条件之一就是进行科学的构建拆分。依据“少规格、多组合”的基本准则，相关人员要利用BIM 软件优化升级模具的规模及组合形式。在优化设计叠合板的过程中，还要求及时整合结构模型以及机电。除此之外，辅助优化设计机电、水电装配的预留预埋以及其他专业的平面预留洞口。在某项目中，节约了七十多种叠合板板型，这在很大程度上提升了模具通用程度以及叠合板的实际利用率。

5.3 叠合板拆分工作分析

在BIM 软件中，根据装配式建筑工程设计图构建出的BIM 模型，往往是通过楼梯总体形式表现出来，所以要求先完成构件拆分，划分成多个部分逐次核查。合理的构建拆分是装配式建筑工程的重要基础，拆分过程中，所以需要尽可能缩减模数，即减少预制构件的类型，改善方案缩减成本。在施工期间，运用BIM技术划分区域后，在叠合板位置剖析设计图，例如叠合板运用数量、框架结构等。

5.4 叠合板施工节点优化设计工作分析

首先，对于叠合板的连接节点。所谓叠合板指的是将预制板与现浇混凝土结合形成的全新架构方式。在作业过程中，运用叠合板上面混凝土浇注的方式将所有叠合板连起来，其具有整体刚性突出、开裂概率较低等优势，使用叠合板可以提前设置钢筋的排列方式。其次，针对叠合板和现浇板之间的连接节点，这在很大程度上影响着装配式建筑的实际强度。运用BIM 技术建立多维模型，仿真现浇板与叠合板联结处钢筋的放置方式，能够有效降低遗漏降板区域出现直筋的概率。最后，针对叠合板与预制墙体之间的节点。精准的信息是叠合板与预制墙体连接节点的核心所在，如果构件直径出现偏差，那么就会造成搭接不畅。利用BIM 技术完成数据分析工作，有助于提高信息的精准度，搭建三维模型对施工予以模拟，减少了修改设计的费用，缩减了工程周期。建筑工程施工中叠合板同墙体搭接都有一定的长度约束，只要超出既定的直径，就极易在作业过程中出现爆浆问题。所以，在实际作业之前，务必要采取BIM 技术予以施工模拟，在信息准确无误后方可作业。

5.5 吊装优化设计

在保证顺利吊装的基础之上，为了实现节省支出及便于施工的目的，相关人员要利用BIM 技术，针对主楼标准层，依据区域板块按顺时针的方向进一步划定各个吊装区域，在各个区域提前装配中间板块。与此同时，依据PC 预制叠合板的不同类型，由此顺利起吊受力予以核验，预先留出楼板吊钩方位，而且还要进一步增强吊钩钢筋配置，确保叠合板结构受力匀称，可以实现安全吊装。与此同时，还应该利用现场塔机装置吊装装配式构件，依据构件自重以及构件储放区域距离，选取不同的塔机种类。根据吊装计划对叠合板予以编码，接着再顺次提供叠放及吊装，不允许间隔吊装。在起吊的过程中，还应该从预留的吊钩方位予以施工，存放叠合板的先后顺序和构件吊装次序保持统一。考虑到本工程施工场地相对较为狭窄，此时就需要把全部PC 预制构件予以统一集中储存，根据结构设计荷载有关规范，存放叠合板层数要严控在6 层之内。

进一步来说，考虑到构件数量庞大，但是储存的区域较为狭窄，本工程利用物联网工艺手段，一旦完成相关构件，就要求将构件结构信息产出二维码标识在构件上，二维码信息一般覆盖了叠合板生产时间、配筋、规模、构件对应编码、储存区域、吊装顺序等等，确保PC 预制构件全部有关信息可以追根溯源，从而实现装配式作业精细化。

5.6 碰撞检查工作分析

在装配式建筑叠合板作业过程中，BIM 技术所具有的碰撞检查性能发挥十分重要的作用。利用BIM的辅助程序NavisWorks，能够对装配式建筑三维碰撞情况进行高效检查。具体来说，相关人员要对装配式建筑的总体结构、构件、连接节点予以全面地核查，利用多个环节的信息采集、分析以及处置，在第一时间内察觉到设计中的误差，减少成本。把碰撞检查结果上交至设计单位，在第一时间内修改叠合板方位、钢筋布局情况等等，确保工程能够顺利开展。相较于过往的单专业校审，BIM 技术所检查的信息愈为精准。

5.7 叠合板铺装工作分析

设计优化改进期间，有关人员使用BIM 技术模拟墙体支撑，从而让叠合板铺装计划得到优化。在装配式建筑项目中，通常需要根据建筑实际需要采用恰当的支撑模式。依托BIM 技术对预制墙体和叠合板中的支撑情况进行模拟，避免两者产生严重的碰撞。在模拟过程中，还能够明晰叠合板中支撑螺栓的方位，从而给施工的顺利完成奠定基础。

5.8 叠合板模具设计工作分析

BIM 技术可以搭建三维建筑模型，同时开始构件拆分，接着再对各个构件予以优化设计。叠合板模是一种较为典型的构件模具之一，所耗费成本较高，利用BIM 信息平台可以分析项目模具信息，同时秉持“少规格、多组合”的基本准则，如此一来就能够统计模具的数量和组合形式，减少模具费用。在制作之前，相关人员要全面采取BIM 软件予以分析，防止资源耗损。

5.9 现浇板带优化设计工作分析

某项目叠合板缝为整体式拼缝，利用BIM 技术优化设计310~360 mm 宽现浇板混凝土板带。针对各个相邻跨度的板带，相关人员要保证拉通顺直，如此一来，就有助于保证支设模板时的持续性，同时还可以保证控制支撑体系的稳定。因为叠合板通过双向板受力，此时现浇板混凝土板带两端的叠合板底部，延伸出的钢筋都应该错开，同时要在端部安置180°弯钩。

5.10 提供三维碰撞检查

相关人员要利用BIM 辅助软件，对叠合板等装配式构件环节提供科学化的三维碰撞检查，利用对装配式建筑的总体架构、各构件、连接节点、施工环节予以准确的信息采集，整合及分析处置，而且还能够高效地发现设计漏洞，在第一时间内调整叠合板方位、尺寸、钢筋布局情况等，从而保证施工安全及精度，减少成本支出。

6 结束语

总而言之，在装配式叠合板作业期间，恰当运用BIM 技术有助于项目建设质效的有效提升。BIM 技术和装配式叠合板作业模式结合使用已发展为当今的大方向，建筑企业积极运用BIM 技术，有效运用该技术在数据集成方面的功能，在促进装配式建筑发展的过程中，还能够获取可观的物质收益。