BIM在预制装配式结构中的应用

钱宏发

摘 要：预制装配式建筑施工强调各部门、专业人员之间的有效协调和联系，加强对施工过程的严格管理和精细管理， BIM技术的产生和应用给施工单位带来了极大的方便，有助于施工单位更好地开展和实施施工与管理工作，保障各环节施工安全。

关键词：装配式建筑;BIM技术;应用

前言

目前，我国装配式建筑项目在施工过程中存在着以下几个方面的问题：一是工程规模过大，施工人员素质参差不齐，现场管理不够系统，造成各工序衔接强度低，施工工艺不符合要求，预制构件损坏严重，预制构件连接部位未达到强度标准。所以，装配式建筑施工技术还有待完善， BIM技术的引入给装配式建筑施工技术带来了全新的机遇， BIM技术一方面可以减少设计误差，提高设计效率，另一方面可以优化施工中的各个环节，对推动装配式建筑的发展具有重要意义。

1 BIM技术和预制装配式建筑的相关概述

1.1BIM技术

从本质上说， BIM是一种数字信息技术，它主要通过整合工程项目中的各种数据信息，借助一定的信息模型，对整个工程过程进行模拟，以更直观的方式展现工程建设活动，同时通过对数据信息的分析，构建一个完整的数字信息化立体模型，为工程建设的顺利进行提供参考意见，从而在工程设计、施工管理等方面得到广泛的应用。由于施工过程中会产生大量的数据信息，通过收集和整理这些数据信息，实现了数据信息仿真模拟建筑模型的建立。利用 BIM技术可以实现信息集成，同时 BIM技术也可用于数据信息的设计、构建和管理。

1.2预制装配式建筑

在我国土地资源日益稀缺的大背景下，预制装配式建筑在建筑业中得到了广泛的应用，其规模和应用范围也越来越大，未来的发展空间也越来越广阔。预制装配式建筑可以充分利用空间，通过合理的空间分隔来实现空间的最大利用，从而解决我国土地资源紧张的问题，这就是绿色发展。装配式建筑对建筑构件的质量有非常严格的要求，建筑施工单位在使用预制装配式建筑构件时，必须保证所生产的构件符合质量标准，一旦发现质量问题，必须立即停止使用。

2 BIM技术在预制装配式建筑施工中的运用价值

与传统的建筑施工技术相比， BIM技术的应用价值更加突出，推动我国建筑业朝着信息化的方向发展。目前， BIM技术在我国建筑业中的应用已经基本成熟，它与预制装配式建筑的有效结合，使两者相互促进，在一定程度上实现了双赢。组装建筑的特点是生产周期短，而且具有很强的结构性，因此其社会效益和经济效益都很强，但是随着我国经济发展和技术水平的提高，对建筑结构和空间性能的要求也越来越高。

近年来，装配式建筑发展迅速，但由于项目管理水平不高，信息传递速度慢，建筑的使用寿命受到各种因素的影响，使其受到限制较多，发展受限。同时 BIM技术的出现和应用，给预制装配式建筑的建设和发展带来了希望，能够提供更全面的视角，保证建筑的建造性和外观的完美。合理应用 BIM技术，建筑结构和外观以三维或四维的方式呈现，深化设计，使设计偏差最小化。BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用，在实现信息化建设的同时，促进了建筑业的可持续发展。

3 BIM技术在预制装配式建筑施工中的运用

3.1施工控制与吊装模拟

通过对 BIM技术的合理应用，使装配式建筑施工方案更加完善。在吊装施工前，技术人员要把有关的机械数据和工程参数传送到立体模型中，确保建筑模型的内容与施工进度相匹配，立体地呈现内部结构图。技术员首先在静态模拟场景中对提升工序进行模拟试验，根据试验情况改进设计内容。试验结果可作为现场资源分配的依据，同时做好后期保障工作，使设计人员能实时掌握现场的位置及分工情况。计算机中的位置以视频的形式呈现，等到正式施工后，技术人员可以根据视频的内容准确地布置位置和任务，并且针对视频内容分析容易出现的问题，施工控制明显加强。

3.2碰撞检测与协调分析

碰撞检测的目的是检验项目在初始设计阶段存在的问题。采用 BIM技术的碰撞检测保证了检测的效率和准确性，同时加强了成本控制的力度。例如将 BIM技术应用于工程质量检测，采用数字化模型法，并进行抗震试验;这与一般的检测方法有明显的区别，因为一般的质量检测方法是先建立相应的模型，然后进行物理试验，将试验参数转化为试验数据。为了得到最终的检测数据，检测人员必须借助计算分析公式，从而全面掌握整个工程的施工质量。采用 BIM技术，只需把数据模型传输到检测程序中，利用信息技术完成实验场景的模拟，就能大大提高检测效率，同时保证检测质量。还可以利用 BIM技术对建筑构件进行装配，模拟还原场景，得出构件设计中存在的问题。BIM技术在碰撞试验检测中的应用，可以充分发挥技术优势，完善建筑设计。

3.3基于BIM技术的三维场地规划与布置

运用 BIM技术构建虚拟施工环境，实现三维场地的规划和管理。在虚拟施工环境中，由施工现场、施工构件、施工设备等组成的三维模型，借助 BIM技术的可视化特性，在三维动画模式下，清晰地观察和跟踪現场的实际施工情况，做出文明施工部署，辅助现场作业的布置和管理，起到指导和协助优化方案的作用。组合式建筑构件体积较大，应尽量避免二次搬运，减少对结构完整性的破坏。全面模拟施工场地和施工过程，发挥三维技术的辅助作用，指导构件从进场到验收、堆放，最后安装。

3.4在材料管理中的运用

使用 BIM技术在预制构件进场前，对现场施工情况进行综合分析，确定构件采购量。若施工场地有限，生产周期短，则应根据现场实际施工情况合理推算各环节所需预制构件的用量，确保充分的材料准备，避免因构件数量不足或过多而对正常施工造成不利影响。在施工中一旦发生技术变更，要及时调整施工进度计划，再明确各施工区域所需材料的数量，实现严格控制。

4 BIM技术在运营维护中的运用

利用 BIM技术，可以为装配式建筑的施工和维修提供一套服务体系，使其能够对相应的设备进行维修。当建筑物发生火灾时，服务系统利用 BIM技术在模型中准确发现起火点的位置，判断起火点周围的构件属性，为消防员提供准确可靠的数据，使消防员在最短的时间内到达起火点，从而大大提高灭火效率，减少经济损失。此外，在日常维修工作中可以利用模型对构件信息进行查询和理解，使建筑物的维修效率和维修质量显著提高。对构件安装过程进行全面了解和掌握，确保安装质量的同时，明确责任分工，利用 BIM技术对构件日常维修进行实时监控和分析，发现能耗高的部位，并制定相应的处理措施。

5 结束语

综上所述，随着科学技术的日新月异和节能环保观念的深入人心，预制装配式建筑迅速受到人们的青睐。作为节能环保理念的产物，预制装配式建筑的诞生，极大地缓解了传统建筑空间难以灵活分割的弊端。在装配式建筑施工中应用 BIM技术，不仅可以提高施工质量，而且可以提高管理效率，帮助管理部门和施工单位做好各项工作。借助于 BIM技术构建虚拟建筑模型，它在众多的施工环节中起着关键的作用，为我国建筑业的可持续发展提供了强有力的技术支持。

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