B I M技术在装配式剪力墙结构施工中的应用分析

2018-02-18毕昆鹏王生伟

建筑与装饰 2018年15期

毕昆鹏王生伟

山东省淄建集团山东淄博 255000

引言

随着我国工业化水平的提高以及城镇化的发展，建筑工业化必将成为建筑行业未来发展的重要方向，建筑工业化的发展能够有效地缓解日益突出的人口、资源、环境等方面的压力。装配式结构在住宅产业化和建筑工业化的发展大趋势下，成为建筑业近年来研究的热点。利用BIM技术对装配式混凝土框架结构进行应用研究，能够为促进装配式结构的发展提供支持，保证装配式混凝土框架结构全生命周期的精确化管理以及效益最大化。

1 BIM技术

1.1 BIM的概念

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是指在建筑设施的全寿命周期创建和管理建筑信息的过程，这一过程需要在设计与施工的全过程应用三维、实时、动动态的模型软件来提高建设生产效率，而创建的模型涵盖了建筑物的几何信息、空间信息、地理信息。

1.2 BIM的发展现状

建筑信息化是建筑行业发展战略的重要组成部分，也是建筑行业转型升级、节能减排的重要举措，BIM技术能够为推动绿色建筑的发展和创新提供技术支持。当前，BIM技术已经在许多方面得到了应用，例如：利用三维建模碰撞检查，通过模型在施工前预知各个专业在空间上存在的问题，有利于控制施工成本和进度。BIM技术还能够结合三维扫描激光技术对复杂建筑结构进行扫描，激光扫描得到的结果可以导入到建筑物模型当中。

2 装配式混凝土结构

2.1 装配式混凝土结构的简介

装配式混凝土结构指以在工厂生产、加工和制作的预制混凝土构件为主体，再通过现场装配建造出来的建筑结构。装配式混凝土结构可以按照装配化程度分成全装配混凝土结构可以按照装配化程度分成全装配混凝土结构和部分装配混凝土结构，按照结构形式可以分成装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架支撑结构和装配式框架-剪力墙结构。

2.2 装配式混凝土结构的发展趋势

我国建筑行业正处于改革和发展的重要历史阶段，装配式建筑作为建筑工业化发展的一大举措，是建筑业谋求可持续发展的关键路径。2016年初，国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中明确提出：大力推广装配式建筑，力争用十年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。随着装配式建筑的推广和应用，装配式混凝土结构作为其主要结构形式也必将会得到极大的发展。

2.3 BIM技术的模拟性

BIM技术的模拟性并不是单单的对建筑物模型进行模拟，还能够对虚拟的事物进行模拟。在设计阶段可以进行节能模拟、热能传导模拟、日照模拟等等；在招投标阶段可以进行4D模拟（三维模型+项目的发展时间），就是依据施工组织设计来进行实际施工的模拟；另外还有5D模拟（基于3D模型的造价控制），来对整个工程的成本进行控制；在整个工程的后期运营阶段也可以进行模拟，例如对一些突发情况人员的紧急疏散进行模拟。

2.4 BIM技术的优化性

BIM技术在整个工程的设计、施工、运营过程中可以做到更好的优化。在工程中，优化受到时间、信息和复杂程度的制约。合理地优化是在准确信息的基础上做出来的，而这一点就是BIM技术的优势所在，它不仅可以提供建筑物实际的所有信息，还可以提供建筑物发生变化后的信息。对于现在复杂程度高的建筑物，BIM与其配套的各种优化工具可以对其实现优化。

2.5 BIM技术的可出图性

BIM技术的可出图性并不是指出一些建筑设计图纸，而是对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟和优化后，出一些关于综合管线、综合结构留洞的图，以此来消除一些错误，甚至可以做一些建议改进的方案。

3 BIM技术在装配式混凝土结构的应用

BIM技术和装配式结构在许多方面存在一致性。首先，运用BIM技术对结构、建筑、机电等专业进行协调和管理，从而更好地实现各参与方和各专业的配合。其次，装配式建筑在设计阶段的显著特征是标准化、模块化，因而在设计过程中会产生大量重复的数据和操作，而利用BIM技术可以有效地解决重复操作时容易发生的错误。再者，装配式建筑的最终目标是建造绿色建筑，这正好与BIM技术的全生命周期的应用相一致。

3.1 利用Autodesk Revit软件的三维可视化建模

设计人员运用Autodesk Revit软件将设计完成的二维图纸转化成三维可视化模型，按照结构的标准化、模数化设计，建成具有较强技术集成的装配式结构所需的各个构件族库。在进行项目结构设计的过程中，可以直接从设计完成的构件族库里选取所需要的标准构件到项目上，以便提高设计者的工作效率。装配式结构三维可视化模型便于设计方与工厂的工人进行交流，同时也便于工程量统计。

3.2 Tekla Structure在装配式结构复杂节点中的应用

Tekla Structure是一款建筑结构三维实体模型专业软件，是世界上第一套包含从概念设计到细部设计再到车间制造、组装等整个建设过程的建筑信息模型系统。装配式结构中大量的复杂钢结构节点成为设计、制造和装配的一个难点。利用Tekla Structures深化设计软件构建钢结构三维模型，并利用Tekla Structures深化软件绘制深化设计图纸，对构件的加工制作提供了依据。实现钢构件3D实体建模，提供形象而直观化的认知，3D模型包括设计、制造和安装的所有信息需求，提升了制造和安装效率。