王兆贺 胡学彬
山东省建设建工（集团）有限责任公司
摘要：随着建筑工业化的发展，BIM理论、虚拟仿真技术等应用于装配式建筑全寿命周期中，进一步提高了装配式建筑的信息共享和高效协同处理能力。当前欧美等国家制定了相应的BIM标准来推进BIM技术在本国的发展，同时基于BIM技术开发了一系列软件支持，如加拿大Halfawy等开发的BIM建筑平台，集成了工程管理、图形编辑、构件统计预算众多功能应用；英国Salford在地理视觉系GIVS基础上开发完成的BDIS，实现了数字建筑模型向数字城市建设的发展。本文在对BIM可视化技术相关研究的基础上，以某一工程实例为研究对象，通过建立可视化模型来解决装配建筑结构中存在的设计布置、施工冲突、构件碰撞等问题，从而实现对BIM可视化技术的优势利用。
关键词：BIM技术；装配式建筑；虚拟施工
引言
以某一工程实例为研究对象，通过建立装配式建筑结构可视化模型来有效解决装配建筑结构中存在的设计布置、施工冲突、构件碰撞等问题，实现对BIM可视化技术的优势利用。采用Revit软件对施工场地、建筑物、塔吊、二次砌体等进行模拟，利用Navisworks manage软件对建设施进行强度、稳定性计算，提高设备施工过程中的安全稳定性，通过BIM施工进度条对比来反映施工现场全过程建设状态，利用Animator功能创建场景，以构件关键帧来确定吊装路线，执行构件的虚拟吊装作业，提高对人员的管理和施工作业效率。同时根据装配建筑类型和构件形式进行集合划分，采取先对集合内构件，后扩展到集合外构件的碰撞检测方式，选定重点施工点作为碰撞细化分析点，从而实现不同装配式构件的碰撞检测。
1BIM技术的概念及内涵
BIM技术全称为Building Information Modeling，中文也叫建筑信息模型，BIM技术是以建筑信息相关数据为基础建设模型，通过数字信息模拟建筑物的真实信息，具有模拟性、协调性、可视化等特点，BIM技术不仅仅限于模型的建立，还可以对建筑物中的生命周期信息进行分类，在一定程度也上实现资源的共享，总体来说，BIM技术是21实际建筑行业中最为重要的技术革命。将BIM技术应用在装配式建筑中，可以有效的解决信息创建、信息管理中存在的一系列的问题，以此来装配式建筑的施工质量。
Navisworks软件主要具有两种功能，就是检查与分析项目模型的碰撞，避免人为操作失误影响装配式设计的准确性，TimeLiner主要是指进度模拟，在展示模拟结构时，主要以动画、图像等进行呈现，如果在模拟的过程中，模型、进度发生变化，TimeLiner可以自动将模拟进行更新。MicrosoftProject软件主要具有项目管理功能，不仅可以确保项目设计的精准性，并且可以对项目施工的成本、进度进行控制，从而实现项目利益的最大化。Lumion软件是一种渲染软件，与以往3DMax软件相比，不仅操作便利，并且在低配置的硬件中，也可以呈现出高清的实物图像。
2装配式建筑虚拟施工关键及分析
2.1 装配式建筑工艺
装配式建筑是一种以标准化设计、工厂化生产、装配化施工和信息化管理等为主的建筑工业化生产方式。相较于传统建筑施工方式，装配式建筑结构具有环保节能、高效降本的特点。对于装配式建筑结构，根据现场施工进度需求，在满足现场存放条件的前提下将预装构件存放于安装现场。根据吊装次序，首先吊装外墙板和支撑构件，再进行墙板连接构件的安装和板缝处理，然后进行叠合梁的安装。完成叠合梁吊装工作后，用夹具临时固定。当完成外墙板相关构件装设后，进行内墙板的安装，按照固定编号对内墙吊装，装设内墙板支撑，随后采用分层浇筑法，浇筑剪力墙、柱混凝土。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当浇筑混凝土满足强度规定后，拆除模板和斜支撑。在该过程中，为保证装配构件的稳定性，需要搭设叠合板顶支撑。完成主体结构后，再进行整体结构的叠合板、楼梯和楼面管线预埋件的安装工作，最后对楼面混凝土浇捣、压光处理。
2.2BIM技术虚拟施工应用
虚拟施工是以虚拟环境为基础，利用5D或者ND技术，从时空等多维角度对建筑工程施工方案进行可视化模拟，在实际工程项目开工前，对复杂结构的施工技术、施工方案等进行模拟和可行性分析，并指导实际现场施工作业。BIM技术是基于BIM软件基础，通过Revit、Navisworks manage等软件对建筑结构施工全过程进行模型构建和施工模拟。在BIM软件中，通过Revit创建建筑、结构和机电专业模型，并对模型性能分析，对施工构件进行冲突检查。同时，采用Revit软件能实时与其他软件的链接，实现数据的交换处理。Navisworks作为BIM技术的核心部件，通过Navisworks进行模型仿真和工期优化，协调冲突碰撞，来发现施工中的潜在问题。
3BIM技术在装配式建筑施工应用
3.1 施工场地布置规划
为减少后期施工中设施的拆卸，需要对现场临时设施进行合理规划，选定合适的施工机械。在工程项目施工中，可利用Revit软件对项目中的场地、建筑物、塔吊、二次砌体等进行模拟，便于施工人员熟悉施工环境，同时，利用Navisworks…manage软件对脚手架、砌体以及临时搭建设施进行强度、稳定性计算。
3.2 施工进度的管理
利用BIM技术将拟建项目进度计划与建立的BIM模型结构相关联，使模型按照预先制定的进度条进行虚拟建设。一旦虚拟建设中存在问题，可随时修正项目进度计划来改善施工进程。BIM施工进度条可通过三维动画方式直观展现建设全过程，发现进度中的不合理项及时纠正，从而在不浪费材料的基础上对施工进度和施工方案优化。当多个施工计划同时进行时，可根据每一个施工进度计划模拟，从而获得最合理的施工进度计划表。
3.3吊装技术分解及施工
在进行现场预制墙板的吊装施工中，由于构件吊装顺序以及操作人员质量意识等原因可能导致预留插进位置偏差大、墙板吊装轴线偏差等问题。采用Revit软件对预制墙板吊装顺序进行模拟，采用Animator功能创建场景，并以选中集合单元作为创作动画集。以构件起点位置作为吊装构件的关键帧执行构件起吊，同时，捕捉吊装构件关键位置的关键帧，构成一个整体的吊装线路后，根据施工工艺要求，将吊装预制板吊装到距板1m位置处后缓慢下降，需注意外墙板下放孔与连接钢筋对齐后，将预制板外墙缓慢下放到固定位置处。此时，创建斜支撑与L型连接片动画集，选定板就位时间点作为支撑的起始点作为动画起始点，重复进行下一块外墙的吊装作业，直到所有预制板外墙全部完成吊装作业。
结语
采用BIM技术对装配式建筑场地布置、构件吊装、碰撞检测等关键技术进行了虚拟施工模拟，通过BIM施工进度条对比来反应施工现场全过程建设状态，采用Animator功能创建场景，以构件关键帧来确定吊装路线，执行构件的虚拟吊装作业，同时根据装配建筑类型和构件形式进行集合划分，有模拟施工步骤存在的碰撞点来决定是否继续细化分析，从而实现不同装配式构件的碰撞检测。
参考文献：
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［2］ 谢思聪，陈小波，梁玉美.基于BIM与装配式建筑的新型工程量清单［J］.工程管理学报，2017，31（03）：130-135.
［3］ 刘平，李启明.BIM在装配式建筑供应链信息流中的应用研究［J］.施工技术，2017，46（12）：130-133.
论文作者:王兆贺,胡学彬
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第1期
论文发表时间:2019/9/3
标签：构件论文; 建筑论文; 技术论文; 模型论文; 软件论文; 作业论文; 建筑结构论文; 《建筑细部》2019年第1期论文;