（广西建工集团第一建筑工程有限责任公司 广西 南宁 530001）
【摘 要】随着社会经济的快速发展，促进了建筑行业的可持续发展。装配式建筑作为建筑工程施工中的一项重要技术，其自身具有较强的节能环保性能，施工方法及施工技术得到了人们的高度关注。BIM技术作为装配式建筑结构施工中的一项重要施工技术，降低了施工过程中对周边环境造成的污染，提高了施工效率，强化了装配式建筑施工各项工作的规范开展，确保了各项建造业务的标准化和高效化完成，该项技术在装配式建筑结构施工中取得了良好的应用效果。
【关键词】BIM技术；装配式；建筑结构；施工
【中图分类号】TU201.4 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0073-04
1.前言
近年来，环境污染问题越来越严重，传统的建筑施工方法污染度高，资源浪费现象严重，与当前资源节约型、环境环保型社会呈现出不相适应的发展情况，建筑施工的环境污染少，资源利用率高及施工速度快成为当前建筑施工中需要重点关注的问题。在实际的建筑工程施工过程中，需要加大对BIM技术的应用，确保构建生产的工厂化、建筑设计的系统化及安装工作的专业化。加大对BIM技术的推广和应用，不断的提高装配式建筑的生产及施工效率，促进装配式建筑行业的高速发展。
2.BIM技术和装配式建筑结构施工概述
2.1 BIM技术概述
BIM技术诞生于美国的20世纪末，是建立在计算机模拟系统中的一类建筑技术，BIM技术在2002年被引入到建筑行业中，经历了十余年的发展，目前已经成为建筑行业中一项重要的装配式建筑结构施工方法，改变了建筑结构的施工方式，实现了建筑结构施工的根本性变革。现阶段，BIM技术在建筑施工中应用，展现出了较强的信息化特点，将三维信息技术融入到装配式建筑结构施工中的各个环节中去，构建出了完善的建筑结构施工模型，确保了建筑工程施工的一体化，确保了建筑结构施工效果的进一步完善。BIM技术应用到装配式建筑施工中，实现了对建筑工程信息的进一步描述，为各方的参与提供了条件，强化了信息的应用效果，确保了各项施工过程的协调统一，展现出了可视化、协调性、模拟性及优化性等特点[1]。
2.2 装配式建筑结构施工概述
装配式建筑结构施工在实际的应用过程中主要是通过可靠连接的形式形成的，主要包括全装配式混凝土结构及整体性混凝土结构两种。装配式建筑施工建立在工业化施工的基础上发展起来的，在房屋建造中被广泛应用，需要强化建筑构件的系统化设计，对其进行模块拆分，强化其在工厂中的预制生产，将其应用到施工现场，对提升装配式结构的施工效率，确保预制式施工的生产效率，提高构建施工质量具有重要作用[2]。
3.BIM技术的装配式结构设计方法
3.1 装配式结构设计流程
装配式结构在实际的施工过程中，需要生产方、建设方、管理方及施工方共同来完成，通过各方的协调和管理，有助于确保建筑工程各项施工的顺利开展，对提升施工效果及施工质量具有重要作用。装配式结构作为当前建筑施工中的一项重要技术，自身具有成本精准化、流程精细化及设计模数化等特点，要想提升施工效果，需要加大对施工流程进行优化设计，结合工程的具体方案，强化加工图施工设计效果，优化施工流程，确保各构件生产工作的顺利开展，提升工程施工效果[3]。施工单位需要肩负起技术策划的重任，对项目规模、目标、成本限额进行合理的测算，与技术单位共同来制定施工技术方案，严格按照施工技术要求，对工程数据进行测算，在满足工程各项功能的前提下，确保各项设计工作的标准化和流程化。在最初设计阶段，需要确保各专业的协同设计，明确预制件种类，加大对影响工程成本技术因素进行集中的分析和设计，结合目前装配式结构施工特点，确保工程设计工作的经济性及合理性。另外，在装配式结构施工设计过程中，还需要考虑到各专业的预留及预埋工作，通过设计单位与构件厂之间的协调配合，对预制件施工尺寸进行严格的控制。装配式结构设计流程如图1所示。
图1 装配式结构设计流程
3.2 装配式结构设计标准
装配式结构技术在我国建筑行业中应用较为缓慢，我国是在2014年开始应用装配式结构施工技术的，在实际的设计过程中，需要严格按照《装配式混凝土机构技术规程》要求，对装配式混凝土结构进行合理设计，确保各项设计工作的合理性。
3.3 装配式结构设计方法
第一，结构整体计算。该项设计方法在实际的应用过程中与装配式结构设计施工具有一致性，需要确保现浇结构与整体施工具有较强的一致性，要求做好水平荷载受力分析。但是在实际的设计过程中，需要明确装配式结构施工与现浇结构施工之间的区别，并对施工设计中的某些参数进行合理的设置，对施工框架进行合理的调整，对于现浇结构中的不合理现象，需要对刚度增大系数进行适当的减小[4]。第二，确保结构构建的优化设计。结构构建在实际的设计过程中，主要的设计内容主要包括梁、柱及板等预制构架，需要严格按照《混凝土结构设计规范》要求进行各项设计工作，预制构建在实际的设计过程中，需要对预制构建设计阶段进行合理的计算，将混凝土拆模融入到预制构建设计中去，确保吊装阶段各项安装工作的合理性。第三，预制构件的拆分及合并。预制构件的整体分析主要建立在整体的设计完成阶段，需要做好构建归并及拆分处理工作，但是要切记在拆分前，需要与施工方法结合工程的具体事宜进行讨论，明确施工条件对施工单位所造成的影响，明确运输吊装设计是否能够满足当前施工发展的要求。另外，还需要确保拆分工作不会对工程的具体施工造成严重的影响，明确拆分构建的施工方法及使用功能，以确保能够满足现阶段构建的运输及安装要求[5]。
4.BIM技术在装配式建筑中的具体施工方法
4.1 BIM技术在设计阶段中的应用
将BIM技术应用到装配式建筑施工设计阶段，确保了设计内容的优化，主要是利用BIM技术中的三维建模方式，结合建筑物的实际情况，确保了建筑物外形、结构及供排水进行设计，主要是运用3D模型进行建构任务设计。另外，BIM技术在实际的应用过程中，主要是对建筑物进行虚拟设计，要求设计人员需要做好钢筋校改、管线预埋、模拟检查等工作，确保装配式建筑模型的合理构建。在工程设计工作完成后，需要对施工图纸进行反复的修改和验证，确保各项设计工作能够在模型上直接生成[6]。建筑信息模型是对工程设计结果及设计过程的集中展现，能够对工程的施工细节进行模拟，给人以直观的感受。在实际的设计过程中，主要是结合设计人员的需求而建成的可视化视图，实现了对项目信息的查看及处理，提升了项目信息应用效果，建筑在设计过程中应用的建筑材料，及造价及算量等问题都可以直接从信息模型中获取[7]。
4.2 BIM技术在准备阶段中的应用
做好建筑施工准备工作，对提升建筑施工效果及施工质量具有重要作用，能偶满足构建装配的要求。订单时施工准备阶段中的一项重要工作内容，在实际的施工过程中，需要不断的强化BIM技术的使用效果，严格按照BIM技术的要求开展各项施工，加大对生产合同的研究力度，强化生产合同使用效果。另外，还需要做好订单列表及生产定单的维护工作，强化BIM技术在装配式建筑施工中的管理施工效果[8]。此外，还需要意识到BIM技术在生产车间的具体应用，了解订单完成状况，做好施工材料准备工作，清晰的了解目前仓库内的施工材料使用情况及库存情况，以确保后续各项施工的顺利开展，避免材料不充足，给工程的有序施工造成严重的影响，确保工程各项施工工作的顺利完成。
4.3 BIM技术在材料采购中的应用
材料采购是施工前一项重要的工作内容，直接影响工程的施工质量。将BIM技术应用到装配式工程施工中，需要对装配式施工在生产阶段所涉及到的劳务、材料及设备数量进行优化计算，来辅助各生产部门高效的完成各项生产工作，加大对企业生产成本的控制和管理。在装配式工程中，需要不断的强化BIM技术的需求功能，需要在相关设计人员的指导下进行材料采购，材料的型号、材质、数量都有一定的要求，需要按照一定的要求仅此个采购，以便能够强化材料的使用性能，提升材料的应用质量，确保装配置建筑工程各项工作的高效开展[9]。
4.4 BIM技术在生产加工中的应用
BIM技术在装配式工程的生产加工中应用，对比提升工程的整体施工效果及施工质量具有重要作用。BIM技术在装配式工程施工中占有较大的比重，需要将构建的生产及机电的相关专业设置在同一平台上使用，要求各个施工部门之间要互相配合和彼此沟通，避免各工程在实际的施工过程中出现严重的交叉现象，提升工程的施工效率，确保工程各项施工工作的顺利开展。同时，还需要不断的强化BIM技术在软件中的应用，将同步数据传输到MES系统中去，确保数据应用手段的便捷性，强化数据应用手段的合理性，避免在实际的工作过程中出现严重的失误，强化数据应用效果，提升数据应用质量，避免操作出现过度的误差，给工程的正常工作造成严重的影响，确保装配式建筑工程各项工作的顺利开展。
4.5 BIM技术在装配施工中的应用
将BIM技术应用到装配式施工中，需要严格按照生产工作的先后顺序要求开展各项施工工作，将生产出来的构建发给施工工地，按照相关的要求做好预制配件配送工作，在配送过程中需要确保不同种类及规格的预制构件配送的合理性及准确性。另外，BIM技术在实际的应用过程中，需要将其应用到各部门间的信息控制系统中来，确保系统能够实现联动，将其应用到网络传输中，促进数据信息的共享，强化对施工信息的控制和管理效果，提升施工信息质量。另外，还需要结合目前的实际施工情况，加大对BIM技术平台建设，明确预制构件的应用需求，确保能够与信息构件有机的结合起来，确保二者之间能够产生联动效应，强化信息的直接传递，提升信息传递质量[10]。
5.BIM技术在装配式建筑施工中的应用案例
5.1 工程概况
为了能够更好的研究BIM技术在装配式建筑施工中的良好应用，本章节主要把是针对具体的工程项目，对BIM技术在装配式建筑施工中的应用进行分析。本装配式建筑施工工程属于戊类产房，总体的建设面积为36854m2，共分为6层，其中，地下一层，地上5层，整体的建筑结构主要是采用框架结构，在设计过程中，考虑到了地震灾害对建筑物所造成的影响，主体结构主要是采用框架结构，将抗震等级设置为7级，框架的整体结构主要是采用现浇及预制桩形式，在楼板处主要是采用预制应力叠合板和非预制应力叠合板等。地下室的屋面梁板全部是采用现浇形式，地上主要是采用叠合梁板及现浇梁板向结合形式。基于BIM技术，对其在装配式建筑施工中的具体应用进行分析。
5.2 BIM模型的分析复核及碰撞检查
5.2.1 BIM模型复核分析
将BIM技术应用到装配式建筑施工中去，对提升施工质量及施工效果具有重要作用，需要依据预制构件库进行BIM模型建设，加大对模型的分析及复核，确保模型架构设计的安全性。装配式建筑施工结构设计主要包括构件设计及复核验算。复核验算要建立在构件设计的基础上。复核运算在实际的应用过程中，需要加大对输入数据的分析及研究，明确复核原理及每种预制构建的最大受力情况。所产生的符合结果，必须要满足预制梁及预制板的应用需求，不需要重回BIM模型中进行处理和调整[11]。
5.2.2 预制构件碰撞检查
BIM技术的预制构件碰撞检查各项工作在实际的开展过程中，主要分为单专业碰撞及多专业碰撞两方面内容。其中，多专业碰撞主要建立在机电、建筑及结构的基础班上开展起来的，多专业碰撞的构建管道较多，为了提升构件的应用效果，需要对构件进行分组，按照小组集中进行检查。对预制构建进行检查的过程，也是对BIM模型进行检查的过程[12]。预制构件在装配式建筑工程中应用，需要使用运输车将其运输到施工现场中来，如果在施工过程中一旦发生严重的碰撞，需要加大对预制构件发生碰撞的部位进行处理，主要是采用开槽切角处理方法，确保在预制构件成型后不能随意出现开动开槽现象，需要将预制构建重新运回施工现场，避免对工程的正常施工造成严重的影响。预制构件碰撞检查的内容蛀牙包括以下几方面的内容：
第一，预制板与现浇柱碰撞。要想强化预制板与现浇柱之间的合理碰撞，需要确保预制板与柱之间保持平齐。通常在吊装预制板安装前不会确定缺角现象，给预制板与预制柱之间的有效搭接造成严重的影响，并且现浇柱脚之间的钢筋无法正常的穿入到现浇柱中，两者之间无法实现有效的碰撞。预制板安装工作在实际的开展过程中，主要是通过加强结构来实现，明确预制板与预制柱之间的碰撞现象[13]。
第二，预制梁与现浇柱之间的碰撞。如果预制梁的尺寸存在设置不合理现象，将会给预制梁在现浇柱中的合理有效安装造成较大的影响，需要加大对纵向钢筋的应用力度，如果纵向钢筋出现无法穿过阶段现象，会严重阻碍混凝土浇筑工作效果，给节点后混凝土浇筑工作造成较大的影响。因此，为了提升混凝土浇筑效果，需要加大对预制梁与现浇柱之间的碰撞检测，明确两者之间存在的关系，避免在实际的检测过程中出现严重的碰撞问题。
第三，预制梁与预制板之间的碰撞
通常，在装配式施工中，需要将预制板放置在预制梁上，一旦搁置长度过大时，将会导致预制梁与预制板之间发生严重的碰撞现象，给预制板的正常安装造成较大的影响。另外，外露预应力螺旋肋钢丝在实际的安装过程中，通常火雨预制梁产生严重的箍筋碰撞现象，都会对工程施工质量造成较大的影响，需要将二者之间产生的碰撞现象控制在合理的范围内，以减少碰撞对施工质量造成较大的影响[14]。
5.2.3 复杂节点的碰撞检查
装配式结构各项施工工作在开展过程中，需要将施工材料运输到施工现场中进行装配，要求装配式施工结构要与现浇结构保持一致性，使承载力具有可靠性特点。另外，还需要加大对节点部门的特殊处理，由于预制梁柱节点连接处的钢筋较为复杂，需要做好节点的二维设计，明确节点的设计状态，考虑到节点钢筋的级别，明确发生碰撞的原因，或者明确绑扎对钢筋及现浇混凝土施工所造成的影响。因此，加大对预制梁柱节点之间的碰撞进行检查是很有必要的。
5.3 装配式结构施工模拟
装配式结构施工模拟技术是一种虚拟现实使用技术，在实际的应用过程中加大了对可视化三维技术的应用，对施工组织程序进行设计模拟，需要严格按照施工顺序开展施工模拟工作，制作出了最优的施工方案。将BIM技术融入到装配式施工设计工作中来，为装配式施工营造了具有数字化的模拟施工环境，施工机械、施工环境等都会以模型的形式呈现出来，模拟施工具有较强的可信度，可以采用先模拟后施工方法，对改进施工进度、协调施工资源具有重要作用，提升了施工的抗风险能力。
5.3.1 模拟施工进度
建筑工程施工是一项动态的施工过程，为了提升施工效果，需要明确施工过程之间的复杂关系，将BIM技术应用到装配式建筑施工中去，能够实现对施工计划的动态性模拟，确保各项施工资源和施工进程的合理性，强化场地布置效果。4D施工进度模拟主要是指将施工进度与BIM模型有机的结合起来给每个预制构件赋予相应的时间参数，建筑模型会随着时间的推移而形成，结合工程的具体施工情况，构建装配式结构的BIM模型，对已知的项目进行编码，制定出合理的施工进度计划，确保施工进度能够与BIM模型相整合，确保施工进度计划能够对BIM模型进行有效的连接，一旦在施工过程中发生施工进度存在问题，需要及时返回去进行修改，在没有任何问题的情况下，对预制构件进行合理的生产和运输，以确保预制构建的合理使用，避免工程出现延期现象，准确的反应出预制构建的需求量，对预制构建的合理使用进行指导[15]。
5.3.2 模拟预制构件的生产及运输
BIM装配式结构作为装配式预制施工中的一项重要工作内容，为了提升预制构建的施工效果，需要对BIM模型进行优化处理，对预制式结构施工进行合理的安排，明确预制构件在施工时的需求脸，加大进度模拟指导，确保预制构件的及时供应。严格按照BIM模型中的要求，想厂家进行订货，合理设置时间，明确预制构建的状态。通过在预制构件生产及运输管理工作中运用BIM技术，有利于强化现场施工管理控制效果，做好预制构件生产及运输工作的合理性。
5.4 装配式结构的信息传递及共享
5.4.1 BIM模型与预制构件的信息交互
将BIM技术应用到装配式建筑设计施工中去，对提升装配式建筑施工设计效果，提升装配式建筑设计施工质量具有重要作用。需要加强对BIM技术的全寿命周期信息管理，加大对工程施工过程中数据信息的收集和整理，强化数据信息的利用及应用效果。BIM技术在实际的施工过程中需要建立在装配式结构生产、设计及施工管理工作中去，强化信息的传递效果，提升数据信息的应用质量做好装配式结构的预设计。另外，还需要结合施工现场的具体情况，模拟工程的施工进度，对预制构件的生产与运输工作进行，确保预制构建现场装配施工的合理开展，促使BIM模型逐渐向实体建筑方面转化。将工程的实际施工情况上传至BIM模型中，促进数据信息共享，强化对建筑工程的全寿命周期管理，构建BIM模型和现场施工预制构件之间的对应关系。
5.4.2 促进数据信息的采集、传递及共享
BIM技术在装配式数据信息中应用，需要展现出全寿命周期信息特点，注重施工信息的采集及处理，将采集到的数据信息上传至BIM模型中，度强化数据信息的运营及维护管理工作具有重要作用。需要将实际的工程数据上传至BIM模型中，优化工程的设计内容及设计效果，将预加和期望信息融入到装配式结构设计工作中来，实现对施工现场进度及质量等信息的管控。另外，需要不断的强化施工质量控制，明确施工构件与设计的虚拟BIM模型之间存在的差别，对预制构件质量进行合理的安装，明确构件的尺寸及安装位置，通过RFID技术来实现对数据信息的有效传递，将数据信息上传至软件应用系统，并将API接口贡献给BIM模型，将其用于模型后期的维护及运营管理工作中去，实现了数据信息的一一对应，促进了数据信息的及时采集、传递及共享。
6.结论
BIM技术作为一种新型的装配式建筑施工技术，将其应用到装配式建筑结构施工环节中去，对提升工程的施工效果及施工质量具有重要作用。同时，BIM施工技术的应用，解决了目前建筑工程施工中存在的资源浪费严重及环境污染严重等问题，为环境友好型社会奠定了良好的基础。因此，需要BIM技术在建筑领域大力的推广，促进建筑行业的持续发展。
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论文作者:韦耀臻
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/12
标签：技术论文; 预制构件论文; 建筑施工论文; 过程中论文; 模型论文; 结构论文; 效果论文; 《建筑知识》2017年12期论文;