BIM技术在装配式混凝土框架建筑中的应用

杨小平

摘 要 作为装配式建筑，是建筑业转型升级的必然选择，国家出台了一系列的政策文件，大力推广应用，BIM技术在解决装配式建筑的技术难题和信息化应用方面至关重要，涪陵城区第十八小学校工程为装配式混凝土框架结构建筑，通过BIM技术的应用，有效地解决了装配式混凝土框架结构的部分施工技术难题，提高了施工效率，确保了工程质量，提高了经济社会效益。

关键词 BIM技术;装配式建筑;应用

1工程概况

涪陵城区第十八小学校工程位于重庆市涪陵区新城区大鹅社区，规划建设36个班。该项目总建筑面积：13611.57平方米，局部地下1层，地上教学用房均为4层，建筑高度：15.60m，本建筑工程设计等级一级，结构安全等级为一级，耐火等级一级，建筑抗震设防类别为乙类，抗震等级为三级，抗震设防烈度为6度。为装配式混凝土框架结构，采用了叠合梁、叠合板和预制外墙板等混凝土预制构件，建筑结构设计合理使用年限为50年，外墙外保温设计使用年限为25年[1]。

2工程重难点分析

（1） 本项目装配应用范围广，装配式构件包括叠合梁、叠合板、预制外墙板，装配率约60%。

（2） 柱截面最大为500×500，梁主筋在柱内不能满足直线锚固的条件，梁柱节点复杂，施工难度较大。

（3） 主梁与次梁设计采用套筒连接，主梁在预制时对套筒的位置定位要求很高，一旦偏移，次梁就无法安装就位[2]。

3BIM应用解决的主要问题

（1） 由于装配范围广，构件多，节点复杂，需要应用BIM技术进行装配式深化设计，完善复杂节点、构件大样的细化设计;

（2）柱截面小，节点多，钢筋密集，通过BIM应用解决复杂节点的碰撞问题、特别是节点的钢筋碰撞，必须在构件生产前一一解决;

（3）安装管线、机电设备等需要在构件安装前解决各种碰撞问题，包括自身管线碰撞，管线与结构的碰撞和预留，一旦构件生产和安装后，遇到碰撞问题处理难度极大;

（4）主次梁连接的套筒定位，通过BIM技术，确保套筒定位准确，不会遗漏;

（5）装配式构件数量多，规格型号较多，通过BIM技术的二维码管理，实现了对构件的生产、运输和安装的有效管理。

（6）项目质量、安全和商务管理。

4BIM應用的软硬件配备

4.1 软件选择

根据项目特点和应用需求，主要选择了Autodesk Revit、盈建科、Fuzor、Lumion、Navisworks、广联达场布、广联达BIM5D等软件，用以创建建筑、结构、机电模型，进行设计性能分析，三维动画、碰撞检查、三维场地布置、施工模拟、进度管理、质量安全和商务预算的应用。

4.2 硬件选择

在硬件的选择上，主要根据项目使用需求配备硬件，主要配备了服务器1台、台式机3台，笔记本电脑4台。

5BIM技术具体应用

5.1 设计阶段

在设计阶段，主要用于各专业模型建立、性能分析、各专业的碰撞检查和装配式结构深化设计。

施工图设计时，按照建筑、结构、给排水、电气、通风等各专业设计进行三维模型建立，通过三维模型，能及时、清晰地发现设计遗漏，发现建筑与结构、结构与机电、机电与机电之间的碰撞，对存在的碰撞和设计遗漏等问题在施工图出图前就可以及时完善和解决。

5.2 预制构件生产阶段

在预制构件生产阶段，利用三维模型及深化设计图纸，生成每一个构件的加工详图，同时在三维模型上生成每一个构件的二维码，将每一个构件的所有信息，包括配筋、砼强度等级、构件尺寸、现场安装部位、生产日期等均加载在二维码上，通过二维码，可以在运输安装阶段对构件进行进度追踪，亦可以将构件的所有信息实现永久查看。

5.3 施工阶段

（1）施工模拟

本项目为装配式混凝土框架结构，但框架柱为现浇，梁、板、外墙体为装配，施工方法和施工顺序的选择非常重要，如果采用传统的实体样板来验证和选择，则花费大量的时间和人力物力财力。通过已建的三维建筑结构模型，采用BIM技术进行施工模拟，则非常清楚直观地展现了施工的实际情况，有利于技术人员选择最优的施工方案，提前熟悉施工工艺顺序和要求，加快了施工进度。根据本项目特点，做了两种施工顺序的方案模拟和复杂节点的安装顺序模拟。

（2）三维可视化交底

装配式结构施工，目前应用较少，懂管理的施工人员也不多，能熟练操作的工人更是很少，通过三维实体模型、施工顺序模拟、复杂节点安装模拟等非常直观的项目施工交底展示，让管理人员、操作工人直观的了解施工过程和施工要求，确保施工质量。

（3）施工进度模拟与进度管理

施工前，编制项目的施工进度计划，同三维模型关联后，通过BIM5D系统可以动态直观展示整个施工期间不同时间段完成的形象进度和资源配置。

施工过程中，通过实际施工完成时间，可以直观发现进度的提前或延后，还可以根据资源的配置情况，对进度计划进行实时调整。也可以查看任一施工时间段内的形象进度、资金、资源需求。

（4）三维场地布置

利用广联达场地布置软件，对施工生活区、办公区、场内运输道路、施工机械布置、库房、材料堆放地、出入口等施工现场平面布置、CI形象进行策划，通过3D展示功能，高效完成现场策划。

（5）质量安全管理

通过BIM质量安全信息管理平台，将现场发现的质量安全问题与模型关联，并及时传送至各相关人员，大大提升了管理效率和质量安全管理水平。

6结束语

本工程是重庆地区装配率较高的装配式混凝土框架结构建筑，通过BIM技术的应用，打通了设计、构件生产、施工各阶段建筑模型的标准统一、有效利用各阶段的模型，有效地解决了梁柱节点、主次梁节点、墙板节点的处理和预控，通过施工工艺模拟，确保了构件顺利吊装。通过该项目的实施，充分地体现了装配式结构缩短工期、减少噪声、减少材料浪费、减轻工人劳动强度的特点，实现了绿色施工，同时也为企业下一步大面积承接和实施装配式建筑积累了丰富的施工经验。

参考文献

[1] 丁颖.建筑全生命周期BIM技术在上海国际金融中心项目中的应用研究[J].建筑经济2019，（6）：62-67.

[2] 杨玺春.BIM技术在装配式建筑中的应用[J].中国房地产业：下旬，2019，（4）：59.