BIM技术在预制装配式混凝土结构中的应用

黄志华 丁晓华

(江苏信息职业技术学院,江苏 无锡 214153)

1 BIM技术

BIM是一种应用于工程设计、建造和管理过程的数据化工具，其技术核心是可以生成三维模型的数据库，为设计、制作、施工、项目管理提供协同工作的基础，为提高生产效率、节约成本和缩短工期提供有力技术支撑。

BIM具有的特点有：三维可视化、协调性、模拟性、优化性和输出性。利用BIM可以对预制混凝土装配式结构进行设计、构件制作、构件运输、构件安装的信息监测，避免无法制作、运输和安装的现象；可以进行优化拆分设计，特别是对复杂连接部位和节点的三维可视进行技术交底；可以进行施工方案的设计，包括起重机的布置和各个环节的衔接等。

2 预制装配式混凝土结构

预制装配式建筑是指在工厂内对建筑主要构件进行预先加工，然后将构件运往施工现场利用不同的连接方式进行组装拼接的建筑形式。目前，预制装配式混凝土结构应用最为广泛，主要进行混凝土构件的预制，也称为装配整体式钢筋混凝土结构，其操作过程大致包含工厂预制、现场组装拼接及结合部现浇混凝土建筑。

预制装配式混凝土结构按照结构形式分为装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架—剪力墙结构及装配式框架—核心筒结构。预制装配式混凝土结构从结构的高度方面，可分为高层混凝土结构、多层混凝土结构及低层混凝土结构。目前，装配式框架结构主要用于商场等项目建设中，装配式剪力墙结构主要用于保障房等项目建设中。

2.1 装配式框架结构体系

目前，建筑结构体系设计中，对预制装配式框架接头体系的应用比较多，对于预制框架结构而言，结构体系较轻，对预制构件从工厂向施工现场运输过程中，也比较方便。此外，在预制装配式体系中，框架结构属于高层框架结构，不管在国内还是国外，在高层建筑项目中的应用越来越多。对预制装配式框架结构体系进行设计时，在工厂内主要生产预制叠合梁、预制叠合板等构件，将预制好的构件运往施工现场以后，再对连接点采用现浇混凝土处理。

2.2 装配式剪力墙结构体系

预制装配式剪力墙结构体系中主要包含剪力墙结构、板结构及梁结构等组成部分，此外也可全由预制墙板、叠合板及叠合梁等预制混凝土构件组成。对于预制装配式剪力墙结构而言，进行设计过程中，需要和工厂化程度结合在一起，选择全预制剪力墙结构或半预制剪力墙结构。

3 BIM技术建模

3.1 预制装配式框架结构构件建模

在预制装配式框架结构中，其主要的受力构件有预制框架柱(如图1所示)、预制框架梁(如图2所示)、预制叠合楼板等。

3.2 预制装配式剪力墙结构构件建模

以叠合板式剪力墙结构为例，其主要受力构件包括叠合式墙板、边缘约束暗柱和部分现浇剪力墙等。边缘约束暗柱可通过Revit Structure可载入族库中结构柱类型生成不同形式的暗柱。叠合墙板可通过预制墙板加格构钢筋的方式进行创建(见图3)，按照同样方法可以创建叠合楼板(见图4)。

4 BIM技术应用

BIM技术可以应用于预制装配式混凝土建筑的全寿命周期，包括：方案设计阶段、深化设计阶段、构件生产阶段、物流运输阶段、建造施工阶段和运营维护阶段。

1)方案设计阶段：能够通过BIM技术实现3D可视化功能，还可以对现实信息数据进行收集、整合、分析，进一步优化设计方案。

2)深化设计阶段：BIM技术可以通过其可视性、参数性等优点，对初步设计方案进行深化，譬如构件尺寸优化、构件拆分、构件配筋、碰撞检查等方面。

3)构件生产阶段：通过BIM技术结合互联网芯片技术，可以将构件的信息从生产、质检、入库、出库一系列阶段集合管理入库。

4)建造施工阶段：BIM技术可以快速精确定位构件，实现高质量安装。

5)运营维护阶段：后期对BIM模型进行检查和更新，可以对项目进行构件维护、管道检查和智能管理等等。

5 结语

装配式混凝土建筑是国家大力提倡推广的新型建筑。BIM技术可应用于装配式建筑的全寿命周期，是信息化应用对建筑产业发生变革的具体体现。为提高BIM技术运用，还需进一步建立并丰富装配式混凝土建筑BIM技术建模的构件库。