摘要：本文以T项目为例，对BIM技术在装配式建筑安装项目应用的关键技术问题进行了研究。通过使用 BIM 技术对T项目进行建模分析，优化项目不合理的节点，提供直观的三维模型，指导后期吊装施工，也为吊装顺序提供依据，通过模型各专业协同提前解决各专业的交叉问题。
关键词：BIM；装配式建筑；安装；关键性技术
国内装配式建筑正处于起步阶段，装配式相关技术的研究有利于提升企业综合竞争力。国内采用装配式与BIM技术相结合的实例较少，经验缺乏。没有对BIM的系统性实施对策及论证方法。预制件的族及建模标准不完善，针对装配式BIM的管理体系还不成熟。
1 工程概况
T项目占地 29 130.93 m 2 ，总建筑面积111 655.48 m 2 。地上部分包含 3 栋 28 层商业住宅楼，1栋 26 层商业住宅楼以及 1 栋 3 层幼儿园。本项目 4栋商业住宅楼 3 层及以上均采用装配式施工，采用叠合梁、叠合板、预制楼梯等构件。
2 总体思路
2.1 通过 Revit 等建模软件进行装配式构件1∶1建模还原，利用 BIM 相关平台实现建模阶段的建筑、结构与机电专业之间的协同。通过模型进行碰撞分析，对预制件节点进行优化，进行管线综合布置，在最短时间内建立完整施工模型并能指导施工。
2.2 通过 Navisworks 等软件实现漫游、管线碰撞实验，并进行 4D 模拟吊装施工和制作演示动画。
3 模型建立
3.1 选取模拟吊装对象及拟定模拟施工顺序
以 1 号楼标准层作为模拟吊装对象，解析该标准层的装配式图纸，确定建模思路及整体模拟施工顺序。具体顺序为：⑴剪力墙现浇段施工；⑵叠合梁吊装（见图 1a）；⑶叠合板吊装（见图 1b）；⑷预制沉箱吊装（见图 1c）；⑸梁板现浇部分施工；⑹预制楼梯吊装（见图 1d）。
3.2 确定预制构件建模方式
考虑叠合梁板的规格较多，无法用统一的族来表达单个个体的全部特征，决定采用每一个预制构件对应一个族的方式来建模。通过此种方式建模，能在发现存在问题后，直接对有问题的构件进行参数修改，而不会影响其他构件。而同类构件中存在型态上的共性，可以通过特定类型进行修改生成想要的构件形状，能节省建模时间。
3.3 叠合梁构建要点
⑴ 锚固钢筋长度、形状及数量（用于分析不同预制件之间的钢筋碰撞）；
⑵ 预制面凹槽形状（构建凹槽形状用于分析叠合梁板的连接节点）；
⑶ 主次梁连续节点处的牛担板定位（构建牛担板定位用于分析主次梁搭接位置的准确性，并确定梁吊装的正反面顺序）。
3.4 叠合板、预制卫生间沉箱构建要点
⑴ 锚固钢筋方向及长度（构建钢筋方向能快速确定板的吊装方向，起定位作用）；
⑵ 板边形状及尺寸（板边设计具有不同的形状，构建还原能分析板四边的连接情况）；
⑶ 洞口位置及板厚（通过洞口位置的构建来校对预留洞口在预制件定位是否准确，分析不同板厚处的节点连接大样）。
3.5 预制楼梯构建要点
⑴ 梯段尺寸（用于分析吊装定位的空间位置及搭接尺寸）；
⑵ 预留洞口的定位（核对准备建模预留洞口的定位，为现场现浇梁的预埋件定位提供指导）。
4吊装顺序模拟
吊装顺序模拟是在正式吊装前确定具体顺序，及通过软件的模拟能力寻找出吊装过程中可能不合理或者应改善的细节。同时还应考虑构件的堆放顺序及装车顺序。本分析过程更注重提高吊装的功效，减少起吊过程的构件周转，为现场吊装进行交底并提供技术指导。具体分析及考虑要素如下：
4.1 吊装区域划分
以 1 号楼标准层作吊装模拟，吊装区域划分为分单元吊装。1 号楼共有两个单元，先吊装一单元楼栋，后吊装二单元楼栋。
4.2 吊装户型划分
一单元共有 4 个户型，1 电梯前室；经研究决定，先吊装 A1 户型后吊装电梯前室区域，再一起吊装 A2及 A2′户型，最后吊装 A1′户型。
4.3 确定预制构件吊装顺序
先绑扎剪力墙钢筋，安装铝模支撑系统后浇筑剪力墙至 2.4 m 高。然后吊装叠合梁、叠合板，再吊装预制沉箱。吊装完成后绑扎现浇层钢筋然后整体现浇，最后吊装预制楼梯。
4.4 同类构件的吊装顺序
叠合梁吊装顺序需考虑主次梁的连接关系，先吊装主梁后吊装次梁；叠合板需考虑构件间的叠放关系，因各叠合板尺寸差异较大，需根据具体户型考虑偏小的构件放上层，尺寸大的构件放底层。完成分析和吊装模拟后，将成果转化为 CAD 图纸和构件图纸，使施工人员更直观地掌握吊装顺序及构件形态，有效提升施工质量和相关人员的沟通协作效率。
5构件堆放模拟
在完成吊装顺序模拟后，根据确定的顺序来推算构件堆放顺序，须考虑以下因素。
5.1 堆放区域划分
堆放区域分单元堆放，同一单元楼栋的构件统一堆放在同一区域；另细分叠合板堆放区与叠合梁堆放区、预制楼梯及预制沉箱堆放区。
5.2 构件叠放
叠合梁由于占地面积较小，可采用平放的方式。叠合板占地面积较大，采用叠放的方式，原则上不超过 6 层一堆。预制沉箱采用 2 层一堆的叠放方式，构件堆放之间需考虑工作面宽度。
5.3 同类构件堆放顺序
叠合梁的堆放将同一户型的梁归类的同一位置，方便吊装人员快速识别构件，并在构件上标记编号及吊装方向；叠合板叠放同样按同一户型进行编号归类，面积由大到小逐层往下到上进行叠放，同样需标注好编号及吊装方向。
6 总结
本次BIM工作主要通过上述预制构件族创建、吊装模拟、构件堆放模拟三大部分进行研究，提供基于BIM在装配式建筑安装施工的技术研究方法。本技术核心在于预制构件族的创建方式，若使用传统现浇梁板柱的Revit原生族，叠合梁板的一些特性无法在模型里体现。原建模过程是采用混凝土与钢筋分开创建，在研究过程中，为更好的还原预制构件形态，决定与实际预制构件一样，构件族里包含钢筋、企口、凹槽面等具体细节。吊装及堆放是装配式施工的要点，合理的顺序安排能大大提升施工速度和效率，本次 BIM 运用研究也总结了吊装及堆放分析的要点。通过本次 BIM 技术的实际运用，为现场施工提供了可靠的指导，也对BIM 在装配式建筑安装的应用有了系统性的总结方法和手段。从时间和经济成本控制的角度，为项目开展节省了工期和成本，为后续企业在装配式施工中积累经验，有重大的战略意义。
参考文献
[1]白伟, 朱文祥, 吴志敏,等. BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J]. 江苏建筑, 2017(b12):29-30.
[2]姜东民, 陈雅静, 张永正. BIM和RFID技术在装配式建筑施工管理中的应用研究[J]. 工程经济, 2019, 29(03):56-58.
论文作者:张欢欢
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/25
标签：叠合论文; 构件论文; 顺序论文; 建模论文; 预制构件论文; 沉箱论文; 钢筋论文; 《建筑实践》2019年第12期论文;