BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用研究

沙立英

中铁北京工程局集团北京有限公司 北京 100070

BIM即建筑信息模型技术可以作为建筑物生命周期过程中可靠的共享资源，发挥其在可视化、工程分析、碰撞检查、造价分析、工期管控等多方面用途的作用，归根到底，BIM 技术就是一种产出、应用和管理建筑物信息的手段，BIM 是将建筑实体信息化、数据化的集成技术，在建筑全生命周期为不同专业提供信息、数据的共享和交互，达到融合各方共同协作，高效完成项目的作用[1]。

1 装配式建筑工程的概述

装配式建筑在设计建筑阶段已经对建筑的结构构件进行选择预制，并且规定了结构构件的装配工艺，最终在个体建筑施工阶段进行构件的组装来进行装配施工。通过装配式的施工方式，提高了整体建筑的施工效率。实现装配式施工，最主要的是需要在建筑工程施工开始之前就对需要装配的构件设计完毕，这就要求设计者能够把握整体的建筑设计，避免在后期组装装配时产生不匹配不适用的情况。构件由工厂进行生产，其成本远低于传统的整体结构的生产，降低了工程施工的成本，提高了资源的合理利用。除了成本的减少之外，运输和施工难度也有所降低。建筑施工所需配件都较庞大，且不方便运输，但是运输结构构件显然要比传统的配件更容易操作。

2 BIM技术应用于装配式建筑的优势

2.1 施工单位的优势

建筑施工现场对构件的组装是装配施工的核心步骤，建筑工程的结构都由这些部件组装后才能够完成，因此构件装配过程十分重要。BIM 技术能够通过数据信息模拟现场的装配情况，对每个构件进行实时的监控和调配，减少装配过程中出现的数量不对，构件不清等情况，对于每个构件的数据信息也可以通过BIM技术直接进行调取，能够减少许多错误情况的发生，让装配工作在BIM技术的辅助下有条不紊地进行[2]。

2.2 构件制造商的优势

装配式建筑施工最重要的就是要构件的精细化。由于装配式建筑是将一个整体模块拆分成多个构件通过最后组装所进行的，每个构件与构件之间的数据不能够相差过多，甚至要做到最小差异性来保证结构的稳定性和完整性。BIM技术的应用能够有效解决构件之间的精确程度。信息数据处理是BIM 技术的最大优势，它能够将根据每个部件的标准尺寸进行结构的设计，在进行构件生产时，可以直接利用 BIM 技术将数据导入生产构件的机器中，实现每个部件的数据能够保持一致，而构件生产商也能够放心迅速地投入批量生产，提高了构件的生产效率，同时也节省了许多生产成本。

2.3 建筑单位的优势

建筑单位在建筑工程项目中作为投资方，因此需要与工程中各项目的负责人保持密切的联系，并且时刻关注整体建筑的施工进程，从而才能把握全局，推动整个建筑工程的施工。在建筑工程中有几个问题是必须要建设单位来解决，例如如何缩短项目工期，降低建筑成本，控制施工风险等。

3 BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用

3.1 设计阶段

目前我国装配式建筑的设计过程依然遵循着传统现浇建筑设计的流程，依旧按照现浇的方式设计，之后交由装配式建筑设计单位进行专项设计。深化设计单位根据主体设计图纸发现并提出不符合装配式建筑设计规范和不利于施工的部位，然后将问题反馈给主体设计单位进行调整，如此一来，不仅浪费了大量时间，而且有些部位是无法调整的，直接导致装配式建筑设计处于被动局面，预制构件拆分出现不合理的情况，最终导致项目成本增加等问题。BIM 技术可视化和可协调性可以有效解决这些问题，运用 BIM 技术的可视化进行预制构件合理性的分析，同时，对预制构件中涵盖的各专业信息进行核对及碰撞检查[3]。

3.2 生产阶段

装配式建筑中采用的预制构件是由专业生产厂家根据深化设计图纸进行生产的。现阶段，鉴于构件图纸是以二维图纸的形式提交的，在预制构件生产前，会由模具设计单位借助 BIM 软件，根据二维图纸设计构件模具，生产模具，最后交由构件生产厂家进行生产，此过程虽然也有使用 BIM 软件进行设计，但是涉及的专业单一且并未实现模型数据的交互、传递，最后会造成模具设计和实际构件有误差。通过项目在规划设计阶段使用BIM 软件，装配式建筑设计单位直接接收 IFC 格式的 BIM 模型数据，然后进行预制构件深化设计，BIM 软件可以将预制构件的尺寸、配筋、预埋件、水电等信息均表达出来，然后完善后的构件模型也是通过 IFC 数据的形式直接传输给工厂生产系统，借助 BIM 软件自动生成构件的下料单，包括构件尺寸、数量等信息，工人可以借助移动设备实时查看、核对预制构件信息，真正实现 BIM 模型数据的交互，更有助于实现建筑工业化生产甚至个性化定制。

3.3 施工阶段

施工现场管理长期以来是施工管理的重要组成部分。装配式建筑施工单位必须对施工现场环境实施统筹化全方位管理，增强管理严格性与预见性，确保预制构建能够合理摆放于施工现场，降低现场杂乱度，提升现场构件储存安全性。在传统建筑施工过程中，由于预制件在类型、材质等方面存在差异且需求数量较多，常由于编制和摆放的不规范性影响到构件使用质量，甚至影响施工项目进度与质量。而在 BIM 技术帮助下，施工现场管理可实现更精确化的安排。通过模拟管理让各项细节真实有效。