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BIM技术在装配式建筑中应用的思考董海波

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：董海波

[导读] 装配式建筑，最近几年在我国的建筑业发展中的应用逐渐多了起来。与传统的施工方式相比，解决了施工周期长、环境污染等问题

        北京中外建建筑设计有限公司第五分公司北京 100000
        摘要：装配式建筑，最近几年在我国的建筑业发展中的应用逐渐多了起来。与传统的施工方式相比，解决了施工周期长、环境污染等问题。当然它的迅速发展也得益于一种新型的技术手段——BIM技术。BIM技术应用于装配式建筑中，旨在解决实际问题，推进装配式建筑的发展，为建筑业的转型升级做保障。本文主要介绍BIM技术和装配式建筑工程，然后分析我国装配式建筑发展的现状，探讨BIM技术在装配式工程中的实践应用。
        关键词：BIM技术；装配式建筑；结构设计；建筑工程

        引言
        随着建筑产业化的不断变革，运用互联网等先进技术的智能建造与新型建筑工业化的结合，推动建筑领域的再一次变革升级。装配式建筑的工厂化预制、装配化施工与现有的传统房屋建造体系相比具有工业化程度高、工期短、节能环保等优势。BIM技术的应用，将装配式建筑的优点再次放大，且能够减少修改次数，大大提高工作效率。
        1 BIM技术、装配式建筑介绍，及在我国发展现状
        BIM在我国叫建筑信息模型，最早起源于美国。通俗的来讲建筑信息模型是对建筑物实体和功能特性的数字表达形式，它通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。对于设计者来说可以让二维平面的图纸转换为三维模型更准确的表达和指导施工；对于建设方可以有效的节约成本；对于施工单位可以借助三维表达使现场布置更合理，施工更简便。总而言之建设项目的各参与方可以通过模型在项目全生命周期中获取各自所需的管理信息，并且可以提取、插入、更新、共享项目各项数据，以及实现协同管理。由于我国引进较晚，一些规范及学习培训制度在不同地区有所差异，所以导致小项目普遍得不到应用。目前国家正逐步出台相关规范，使BIM技术更广泛的应用。
        装配式建筑即所使用的构件都需要在工厂提前完成制作，然后将这些构件搬运至目标施工现场，之后由专业的施工人员完成构件之间的装配工作。在搭筑构件时既要充分考虑整体的稳定性，还要顾及其本身的抗震性。装配式的施工流程主要包括建筑方案设计、相关构件制造、现场装配，其中建筑方案设计又分为具体的方案设计、施工图纸设计、设计优化等。装配式属于一种新型的建筑，其在我国发展起步相比于部分发达国家来说比较晚，还处于装配式运用和处理的初步探索阶段。目前装配式建筑模式拥有广阔的发展空间及应用前景，我国建筑行业应当大力发展装配式，对其含义和施工标准化流程等深入研究[1]。
        2 BIM技术在装配式建筑中的应用实践
        在装配式建筑发展的最初阶段，装配式设计工作的开展主要利用 CAD 软件，随着工程技术的不断提高，BIM 技术逐渐被应用至装配式设计中，为设计方案的优化提供了有力的技术支持[2]。并且，在建筑构件现场装配时使用 BIM 技术实现定位安装，这样有利于提高建筑构件装配位置的准确率。本文以石家庄某装配式住宅建筑为示范项目，把从方案到施工依托于BIM技术的装配式项目进行探讨分析。本工程前期方案设计均按现场现浇施工，后期建设方通过更改方案使装配率控制在50%，满足当地装配式建筑规范要求，工程概况如表1。

        表1 工程概况
        序号工程概况基本信息
        1 项目业态住宅
        2 建筑高度总高48.0m，层高3.0米
        3 楼栋数量 8栋
        4 建筑层数 16层
        5 抗震设防烈度 7度
        6 结构类型（装配整体式）剪力墙结构
        7 抗震等级三级
        8 装配部位预制内外剪力墙、预制外围护墙、ALC外墙板、预制叠合楼板、预制阳台、预制楼梯

        2.1前期规划
        在已有的地勘报告、场地数据信息等下，利用BIM软件进行装配式建筑模型的搭建。搭建完成后，我们可以模拟该建筑的日照、风速从而获得数据，还可以在软件中分析在不同工况下的地震效果，为后期更加完善建筑的功能奠定了基础。还可以有效创造出工程道路、建筑物以及绿化等变化起伏，之后结合规划条件生成本地块的用地红线、道路红线以及面积指标等，并且充分利用 BIM 模型进行了总图规划以及综合环境的评估。
        2.2设计阶段

        图 1 带窗洞预制构件外墙
        装配式建筑在设计阶段包括很多内容，不仅要对整体构件设计计算满足规范和施工要求，还应当在设计中预留好管线和钢筋等与洞口之间的距离。且涉及到多个专业，例如：水专业的套管问题、暖通专业的留洞问题、电专业的走线问题，以及各专业间相互碰撞的问题。当然还有各个构件的拆分对各个专业来说都需要满足。因此，不得不说装配式设计工作时一项综合性较强的工作。在传统的装配式建设设计工作中，不同专业分开单独设计，这样做严重降低了装配式建筑整体设计的连贯性和合理性。而 BIM 技术在装配式设计工作的应用为不同专业的工程师提供了一个信息共享平台，有利于不同专业设计信息之间的融合协调，以便及时发现整体设计工作中所存在的问题，及时采取调整措施改善，避免装配式建筑施工阶段频繁出现设计方案变更，严重影响施工进度和施工质量[3]。比如：在设计中钢筋的位置出现允许范围以外的偏差，那么就会产生施工时构件对接不上的情况，如构件与构件之间的连接件，如果不精确定位，在施工现场就会出现构件连接不上而造成预制构件无法使用，造成不必要的损失。又或者构件与构件之间的钢筋出现碰撞，在施工现场处理起来都很困难，不仅拖延工期，而且成本大大增加。利用BIM模型我们可以对预制构件进行预拼装，直观的看到构件钢筋及连接做法，从而避上述问题，如图1。
        2.3构件制作及施工阶段
        进入到构件制作阶段，与我们传统的设计交底不同，构件制作人员可以利用三维的模型进行直观的制做。避免了设计人员和构件生产人员对二维图纸理解的偏差，双方之间的交流将会变得更加有效和准确，生产人员在理解需要生产的构件信息时也变得更加简单。我们的构件生产人员也可以利用BIM技术进行排版设计，例如：在项目中的ALC外墙板设计中，为了节约时间，可以仅仅搭建ALC外墙板的轮廓，不搭建钢筋，借助于软碰撞分析工具，也可以快速地实现ALC外墙板的排版，有限的避免了不合理的浪费。诸如此类问题，利于BIM施工单位更加及时和准确地了解构件
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