BIM在預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

錢宏發(fā)

摘 要：預(yù)制裝配式建筑施工強調(diào)各部門、專業(yè)人員之間的有效協(xié)調(diào)和聯(lián)系，加強對施工過程的嚴(yán)格管理和精細管理， BIM技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用給施工單位帶來了極大的方便，有助于施工單位更好地開展和實施施工與管理工作，保障各環(huán)節(jié)施工安全。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;BIM技術(shù);應(yīng)用

前言

目前，我國裝配式建筑項目在施工過程中存在著以下幾個方面的問題：一是工程規(guī)模過大，施工人員素質(zhì)參差不齊，現(xiàn)場管理不夠系統(tǒng)，造成各工序銜接強度低，施工工藝不符合要求，預(yù)制構(gòu)件損壞嚴(yán)重，預(yù)制構(gòu)件連接部位未達到強度標(biāo)準(zhǔn)。所以，裝配式建筑施工技術(shù)還有待完善， BIM技術(shù)的引入給裝配式建筑施工技術(shù)帶來了全新的機遇， BIM技術(shù)一方面可以減少設(shè)計誤差，提高設(shè)計效率，另一方面可以優(yōu)化施工中的各個環(huán)節(jié)，對推動裝配式建筑的發(fā)展具有重要意義。

1 BIM技術(shù)和預(yù)制裝配式建筑的相關(guān)概述

1.1BIM技術(shù)

從本質(zhì)上說， BIM是一種數(shù)字信息技術(shù)，它主要通過整合工程項目中的各種數(shù)據(jù)信息，借助一定的信息模型，對整個工程過程進行模擬，以更直觀的方式展現(xiàn)工程建設(shè)活動，同時通過對數(shù)據(jù)信息的分析，構(gòu)建一個完整的數(shù)字信息化立體模型，為工程建設(shè)的順利進行提供參考意見，從而在工程設(shè)計、施工管理等方面得到廣泛的應(yīng)用。由于施工過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，通過收集和整理這些數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息仿真模擬建筑模型的建立。利用 BIM技術(shù)可以實現(xiàn)信息集成，同時 BIM技術(shù)也可用于數(shù)據(jù)信息的設(shè)計、構(gòu)建和管理。

1.2預(yù)制裝配式建筑

在我國土地資源日益稀缺的大背景下，預(yù)制裝配式建筑在建筑業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其規(guī)模和應(yīng)用范圍也越來越大，未來的發(fā)展空間也越來越廣闊。預(yù)制裝配式建筑可以充分利用空間，通過合理的空間分隔來實現(xiàn)空間的最大利用，從而解決我國土地資源緊張的問題，這就是綠色發(fā)展。裝配式建筑對建筑構(gòu)件的質(zhì)量有非常嚴(yán)格的要求，建筑施工單位在使用預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件時，必須保證所生產(chǎn)的構(gòu)件符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，必須立即停止使用。

2 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運用價值

與傳統(tǒng)的建筑施工技術(shù)相比， BIM技術(shù)的應(yīng)用價值更加突出，推動我國建筑業(yè)朝著信息化的方向發(fā)展。目前， BIM技術(shù)在我國建筑業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)基本成熟，它與預(yù)制裝配式建筑的有效結(jié)合，使兩者相互促進，在一定程度上實現(xiàn)了雙贏。組裝建筑的特點是生產(chǎn)周期短，而且具有很強的結(jié)構(gòu)性，因此其社會效益和經(jīng)濟效益都很強，但是隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)和空間性能的要求也越來越高。

近年來，裝配式建筑發(fā)展迅速，但由于項目管理水平不高，信息傳遞速度慢，建筑的使用壽命受到各種因素的影響，使其受到限制較多，發(fā)展受限。同時 BIM技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，給預(yù)制裝配式建筑的建設(shè)和發(fā)展帶來了希望，能夠提供更全面的視角，保證建筑的建造性和外觀的完美。合理應(yīng)用 BIM技術(shù)，建筑結(jié)構(gòu)和外觀以三維或四維的方式呈現(xiàn)，深化設(shè)計，使設(shè)計偏差最小化。BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的應(yīng)用，在實現(xiàn)信息化建設(shè)的同時，促進了建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式建筑施工中的運用

3.1施工控制與吊裝模擬

通過對 BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，使裝配式建筑施工方案更加完善。在吊裝施工前，技術(shù)人員要把有關(guān)的機械數(shù)據(jù)和工程參數(shù)傳送到立體模型中，確保建筑模型的內(nèi)容與施工進度相匹配，立體地呈現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。技術(shù)員首先在靜態(tài)模擬場景中對提升工序進行模擬試驗，根據(jù)試驗情況改進設(shè)計內(nèi)容。試驗結(jié)果可作為現(xiàn)場資源分配的依據(jù)，同時做好后期保障工作，使設(shè)計人員能實時掌握現(xiàn)場的位置及分工情況。計算機中的位置以視頻的形式呈現(xiàn)，等到正式施工后，技術(shù)人員可以根據(jù)視頻的內(nèi)容準(zhǔn)確地布置位置和任務(wù)，并且針對視頻內(nèi)容分析容易出現(xiàn)的問題，施工控制明顯加強。

3.2碰撞檢測與協(xié)調(diào)分析

碰撞檢測的目的是檢驗項目在初始設(shè)計階段存在的問題。采用 BIM技術(shù)的碰撞檢測保證了檢測的效率和準(zhǔn)確性，同時加強了成本控制的力度。例如將 BIM技術(shù)應(yīng)用于工程質(zhì)量檢測，采用數(shù)字化模型法，并進行抗震試驗;這與一般的檢測方法有明顯的區(qū)別，因為一般的質(zhì)量檢測方法是先建立相應(yīng)的模型，然后進行物理試驗，將試驗參數(shù)轉(zhuǎn)化為試驗數(shù)據(jù)。為了得到最終的檢測數(shù)據(jù)，檢測人員必須借助計算分析公式，從而全面掌握整個工程的施工質(zhì)量。采用 BIM技術(shù)，只需把數(shù)據(jù)模型傳輸?shù)綑z測程序中，利用信息技術(shù)完成實驗場景的模擬，就能大大提高檢測效率，同時保證檢測質(zhì)量。還可以利用 BIM技術(shù)對建筑構(gòu)件進行裝配，模擬還原場景，得出構(gòu)件設(shè)計中存在的問題。BIM技術(shù)在碰撞試驗檢測中的應(yīng)用，可以充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，完善建筑設(shè)計。

3.3基于BIM技術(shù)的三維場地規(guī)劃與布置

運用 BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬施工環(huán)境，實現(xiàn)三維場地的規(guī)劃和管理。在虛擬施工環(huán)境中，由施工現(xiàn)場、施工構(gòu)件、施工設(shè)備等組成的三維模型，借助 BIM技術(shù)的可視化特性，在三維動畫模式下，清晰地觀察和跟蹤現(xiàn)場的實際施工情況，做出文明施工部署，輔助現(xiàn)場作業(yè)的布置和管理，起到指導(dǎo)和協(xié)助優(yōu)化方案的作用。組合式建筑構(gòu)件體積較大，應(yīng)盡量避免二次搬運，減少對結(jié)構(gòu)完整性的破壞。全面模擬施工場地和施工過程，發(fā)揮三維技術(shù)的輔助作用，指導(dǎo)構(gòu)件從進場到驗收、堆放，最后安裝。

3.4在材料管理中的運用

使用 BIM技術(shù)在預(yù)制構(gòu)件進場前，對現(xiàn)場施工情況進行綜合分析，確定構(gòu)件采購量。若施工場地有限，生產(chǎn)周期短，則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況合理推算各環(huán)節(jié)所需預(yù)制構(gòu)件的用量，確保充分的材料準(zhǔn)備，避免因構(gòu)件數(shù)量不足或過多而對正常施工造成不利影響。在施工中一旦發(fā)生技術(shù)變更，要及時調(diào)整施工進度計劃，再明確各施工區(qū)域所需材料的數(shù)量，實現(xiàn)嚴(yán)格控制。

4 BIM技術(shù)在運營維護中的運用

利用 BIM技術(shù)，可以為裝配式建筑的施工和維修提供一套服務(wù)體系，使其能夠?qū)ο鄳?yīng)的設(shè)備進行維修。當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)時，服務(wù)系統(tǒng)利用 BIM技術(shù)在模型中準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)起火點的位置，判斷起火點周圍的構(gòu)件屬性，為消防員提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，使消防員在最短的時間內(nèi)到達起火點，從而大大提高滅火效率，減少經(jīng)濟損失。此外，在日常維修工作中可以利用模型對構(gòu)件信息進行查詢和理解，使建筑物的維修效率和維修質(zhì)量顯著提高。對構(gòu)件安裝過程進行全面了解和掌握，確保安裝質(zhì)量的同時，明確責(zé)任分工，利用 BIM技術(shù)對構(gòu)件日常維修進行實時監(jiān)控和分析，發(fā)現(xiàn)能耗高的部位，并制定相應(yīng)的處理措施。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異和節(jié)能環(huán)保觀念的深入人心，預(yù)制裝配式建筑迅速受到人們的青睞。作為節(jié)能環(huán)保理念的產(chǎn)物，預(yù)制裝配式建筑的誕生，極大地緩解了傳統(tǒng)建筑空間難以靈活分割的弊端。在裝配式建筑施工中應(yīng)用 BIM技術(shù)，不僅可以提高施工質(zhì)量，而且可以提高管理效率，幫助管理部門和施工單位做好各項工作。借助于 BIM技術(shù)構(gòu)建虛擬建筑模型，它在眾多的施工環(huán)節(jié)中起著關(guān)鍵的作用，為我國建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支持。

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