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摘要：为更好地解决建筑结构构件拆分不合理、PC（混凝土预制件）构件连接处钢筋碰撞、PC构件内部钢筋预埋件错位及PC构件施工过程中管理难度加大等问题，通过利用BIM（建筑信息模型）技术，优化PC构件拆分方案在PC枸件深化设计过程中检测钢筋预埋件之间的碰撞、结合进度计划实现4D虛拟施工模拟。实践表明：BIM技术应用于PC构件设计，可以提高装配式混凝土结构的生产和施工效率。
关键词：BIM；pc构件；深化设计应用
引言
装配式混凝土建筑，即采用工业化、精确化和标准化的方式来生产建筑构件，在工厂完成建筑主要构件的设计、生产和编号等环节，将预制好的建筑构件运输至建筑场地进行现场安装和连接所装配而成的建筑，也将成为我国建筑建造方式的重大变革。国办发[2016）71号文件《国务院办公厅关于大力发展裝配式建筑的指导意见》中指出，发展装配式建筑是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源能源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。预制装配式混凝土建筑在福建省内还处于起步阶段，大量的PC（Precastconerete，预制装配式混凝土）构件仍采用传统设计，缺乏深化设计的过程。深化设计是指设计单位对PC构件细化、优化和完善，形成各专业对应的详细施工图纸，并且对各专业进行集成、协调、修订与校核，以满足PC构件生产、现场施工及管理的需要。缺乏深化设计会导致预制装配式建筑构件在设计、生产和安装等环节中产生很多问题。首先，在传统设计中，PC构件的钢筋设计往往无法考虑构件之间连接部位准确的钢筋布置导致安装时可能岀现钢筋碰撞而影响PC构件的吊装工作；其次，PC构件在预留孔洞等细节问题方面容易出现误差，导致后期水电暧通安装时出现孔洞错误等问题；最后，PC构件因为其连接部位不同，预留孔洞不同产生差异，简单的人工管理难度极大，有可能导致构件的错误安装。为了解决这些问题，本文将结合BM（Buildinginformationmodelling，建筑信息模型）技术，利用计算机技术对项目构筑物建立数字化模型，集成建筑物生命周期内各个阶段的工程信息，包括物理信息、几何信息装配信息等，最终在PC构件深化设计阶段提出可行的解决措施。
1BIM技术与PC结构
随着建筑信息技术的发展，BIM技术被广泛应用到建筑中。BIM（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化型和可出图性五大特点。PC结构（是装配式混凝土结构的简称）将部分现场工作量在工厂制作，在施工现场完成装配、连接等工作。PC结构具有缩短工期、减少环境污染、降低耗能、提高工程质量等优点。当预制构件在设计和施工中有些问题急需解决时，BIM技术可深化PC结构设计、减少错漏碰缺、优化施工过程和仿真技术等，实现三维漫游和可视化模型，以解决施工过程中可能出现的问题，减少返工。
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2BIM的应用
2.1预制构件连接区
预制构件顶部与底部分别预埋套筒及钢筋，并灌入灌浆料连接，通过BIM可视化模型，准确预埋灌浆套筒位置及钢筋布置。采用预制剪力墙中伸出的水平钢筋与现浇边缘构件中水平钢筋相互连接的做法，可缩减后浇段长度，增大外墙预制面积。为保证外墙板施工不开裂漏浆，通过BIM技术模拟，除设置模板连接件外，也采用板板连接加与金属板连接的方式，将外墙预制构件连成整体，作为现浇边缘构件施工时的外侧模板，同时采用夹心保温与内保温相结合形式，将交界处以保温砂浆连接，阻止冷桥出现。
2.2在生产环节中的应用
完成拆分后，根据结构设计和水电暖通设计的结果，BIM技术可以深化设计每一个PC构件，使PC构件中的钢筋、预埋件和预留孔洞之间的空间位置相互协调。首先，利用BIM参数化优势建立高精度符合模数要求的PC构件族群，实现PC构件加工图纸与PC构件三维模型的双向参数化信息连接，包括PC构件编号、图纸编号、混凝土钢筋用量、预留孔洞和预埋件等信息。其次，结合实际建筑结构方案中的设计图纸建立高精度的PC构件模型，利用BIM技术中的碰撞检测，检测PC构件内部钢筋和预埋件的位置关系，得出碰撞分析结果。最后，结枃工程师根据碰撞分析报告提岀符合结构设计规范和标准的解决办法，把优化后的设计反馈到BIM模型中，使全专业工程师实时获取PC构件的更新信息。完成内部碰撞检测后，BIM技术可以检测PC构件连接部位的钢筋碰撞情况。以PC叠合板与现浇混凝土梁的连接部位为例，工程师通过BIM技术检测叠合板四周预留钢筋和梁纵向钢筋之间的碰撞情况，给岀合理的叠合板安装方案，如果个别梁板之间碰撞严重，工程师则须调整PC构件的配筋情况，使叠合板安装的顺利进行完成全部PC构件的深化设计后，可将PC构件三维模型导入BIM信息模型中，与其他各专业BM模型进行碰撞检测，尽可能避免后期水电安装时孔洞错位、预留管道无法连接等问题。将该BIM模型同PC构件生产厂家流水线对接，在生产加工过程中可直接读取钢筋空间关系和参数，自动生成构件生产的数据，提高构件自动化生产效率。同时，可以生成人工施工部分对应的动画和流程图等信息，指导工人正确操作，减少施工误差，提高PC构件生产效率。
2.3在施工环节中的应用
BIM技术也可在PC构件施工阶段优化施工方案，提高施工效率。利用RFID（无线射频识别）技术对预制构件进行编码设计，提高预制装配式建筑构件的生产和施工效率。生产时，每个PC构件埋设RFID芯片，在该芯片中写人所有相关信息，包括编号、尺寸、安装位置、配筋信息、生产日期和生产车间等，并在生产、运输、施工和全生命周期管理中记录所有信息，实现PC建筑结构的全信息化管理。每个构件的RFID信息都通过BM模型相关联，结合进度计划作为时间因素，实现PC建筑结构的4D施工工程模拟。首先，工程师根据工程的实际情况编制施工进度计划并与BIM模型相结合，对应每个PC构件的编码，使其具有唯一性；其次，工程师利用BIM技术对工程中难度较大、复杂程度较高的施工过程进行可视化模拟，并利用模型进行现场交底，让施工人员对这些关键施工环节有更具体的了解；最后，在吊装施工过程中，工程师通过扫描构件RFD信息确认每一个PC构件的安装顺序，现场吊装工人也可根据RFID信息获取对应的构件施工方法。
结语
BIM技术在PC结构深化设计中的应用，可对装配式构件提前进行可视化、钢筋与洞口碰撞检查，提高了加工过程的准确性。采用4D模拟可进行装配式构件的预拼装，确定现场吊装顺序。对装配式模型的现浇节点进行钢筋排布及碰撞检查，提前发现并消除可能存在的预制构件端部钢筋互相碰撞的隐患。项目通过BIM技术的应用，提高了PC结构的深化设计效率，使施工中存在的问题可以提前得以解决，保证了后期工程的顺利开展。
参考文献：
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[3]宝库，李长福.基于BIM的装配式建筑全生命周期管理问题研究[J].施工技术，2014（43）：25-29.
论文作者:刘莉
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/4
标签：构件论文; 钢筋论文; 建筑论文; 模型论文; 技术论文; 信息论文; 孔洞论文; 《防护工程》2019年第4期论文;