BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用刘耀锋

BIM技术在预制装配式建筑施工中的应用刘耀锋

刘耀锋

湖北浩华工程项目管理股份有限公司湖北武汉430071

摘要：装配式建筑已成为我国民用住宅发展的新潮流，作为建筑信息化主要工具的BIM技术也已越来越普及。文章以某装配式小区为依托，在装配式构件的深化设计、施工模拟以及三维技术交底上进行了BIM技术应用，让施工人员能够更加了解装配式建筑的施工过程与质量控制要点，保证建筑质量。在实际施工中，BIM技术的应用效果得到了施工各方的一致好评。

关键词：结构施工；装配式建筑；模拟施工；优化管理；BIM技术

引言

装配式建筑是近年来兴起的建筑工程结构施工方式，对提升施工效率和降低因施工带来的环境影响非常有益，而且也能将轻质环保的材料大量应用到建筑工程中，创造出更具美感的建筑外形和开阔多变的内部空间。因此，在施工场地环境以及建筑工程结构与功能日益多样化的今天，装配式建筑结构施工技术有了很大的发展空间。

1装配式建筑相对传统建筑结构施工的优势和特点

1.1概述

装配式建筑是相对传统的现场施工模式而言的，传统的建筑工程所有部分的从无到有都由相关人员、设备在施工场地内完成，从而一方面要求施工现场配备复杂的设施、设备，对环境空间的大小与布局都有很高的要求。因此，近年来随着城市构建筑物密度的不断加大，加之新的工程中高层和大规模的建筑激增给施工现场的平面布置和管理带来很大困难。另一方面，由于很多建筑工程的施工工艺需要使用大型设备，在施工现场进行钢筋与装饰材料等的预制，因此形成的噪音、建筑垃圾以及粉尘等都对周边的人和环境产生不利影响。而装配式建筑理念恰好可以解决这些问题，将传统建筑工程施工的大部分工作转移到工厂化管理的场地进行，从而大幅简化现场施工的工序并依托这种模式的先进设计和施工理念，缩短整个建筑工程的建设周期。

1.2装配式建筑结构施工的特点简介

首先，装配式建筑结构施工在设计阶段需要对主体结构进行拆分，根据建筑各部分的结构特点与功能要求合理的确定分解方案与具体的参数，才能进入下一步的预制加工阶段。其次，装配式建筑所使用的材料更加多样化，除了传统的钢筋混凝土，还有结构钢材和保温隔热材料等绿色建材，可以让这些能够循环利用的材料更多出现在建筑工程施工中。最后，装配式建筑的构件形状和尺寸设计非常灵活，能够创造更加丰富多变的建筑造型和内部空间，可以满足现代城市建设以及个人的审美需求。

2装配式建筑结构施工在实践中需解决的技术问题

2.1装配式建筑结构构件设计预制与现场施工之间的衔接

装配式建筑的建设周期之所以能够相对较短，得益于建筑主体结构构件的标准化生产和现场施工技术的革新。但是在实践中由于相关技术不够成熟，导致构件的预制与施工现场的装配工序无法有效衔接。首先，构件的预制和进场进度需要和现场保持高度的协调，否则就会出现现场构件过多或供应不足的问题。而前者会引发管理混乱和增加装配错误的概率，后者则直接导致工期延长。其次，结构复杂的装配式建筑对构件的加工精度要求很高，否则在诸如钢结构构件的安装过程中就会出现较大的误差，导致构件出现内部应力，使整体结构的承载力不足。

2.2保障构件预制工艺与施工组织计划的设计深度

构件预制是装配式建筑施工的一个重要组成部分，由于部分构件的几何形状比较复杂，加之构件预制需要为后续装配进行预留预埋，因此对工艺设计深度的要求很高。一旦设计深度不够就会导致预制构件无法达到其预期使用要求，需要在施工开始后进行重新设计和加工，使整个施工过程的连续性受到影响。此外，装配式建筑施工是一个需要设计、预制以及现场施工实现协同工作的过程，才能保持对工程结构施工质量与进度的持续控制，保持施工过程的连贯性和体现出其高效、高质量的特点。

2.3如何保障预制构件和装配单元的装配质量

在装配式建筑的构件或装配单元的现场施工过程中，由于不同部分使用的连接方式与工艺存在很大差异，加之对装配精度和结构稳定性有较高要求。在各个构件空间位置关系复杂的情况下，首先在设计图纸上展示构件的施工工艺细节、让操作和现场管理人员理解设计意图方面就有很大难度。其次，保障构件的空间位置关系正确也是极大的挑战，一旦出现装配失误就会导致整体结构的施工延误。最后，现场施工中大型预制构件的吊装对作业空间有特殊的要求，在现场作用空间动态变化的过程中，正确评估和判断施工工艺的可行性也非常困难。

3通过BIM技术提升装配式建筑结构施工技术水平

3.1应用BIM技术实现构件设计预制与现场施工之间的有效衔接

在目前BIM技术的应用实践中，大多数利用其进行工程设计方案的优化，基于相关软件构建建筑工程的信息化模型，让不同专业的设计人员实现协同工作并提高设计深度。而这一应用功能恰好可以解决装配式建筑结构施工中的预制与装配衔接问题。首先在利用BIM技术构建了具体的装配式建筑信息模型的基础上，负责进行构件与装配单元预制以及现场施工的企业或部门能够基于模型和信息化平台实时交互，掌握双方的实际工作进度并就具体问题进行协调，从而合理优化构件的预制和运输进厂次序，确保施工过程的流畅性和连续性。其次，针对在实际装配施工中发现的问题，在预制环节可以基于信息模型迅速响应施工要求并进行快速工艺设计变更，降低对整体施工进程的影响。

3.2通过建筑信息模型深化构件的加工工艺设计和生产管理

装配式建筑的预制构件工艺设计比较复杂，一方面需要满足工程设计要求的几何尺寸精度与强度等方面的要求，使整体建筑结构达到相关设计标准；另一方面还要保证和施工现场的工艺要求一致，保证构件安装技术方案的可行性。因此，应用BIM技术深化预制构件的工艺设计并优化预制生产管理无疑能够提高整体施工过程的效率。首先，由于BIM软件具有虚拟制造功能，可以在进行构件工艺设计时模拟整个工艺流程，让设计人员直观的观察和分析设计方案的科学性和合理性，发现其不足并进行必要的改进。其次，构件预制工作的管理也可以基于BIM软件系统的信息化管理功能，对原材料的库存、消耗以及构件预制进度进行跟踪分析，从而更有预见性的合理安排各项工作，实现真正的工厂化管理。

3.3利用BIM技术优化建筑结构施工组织计划

由于装配式建筑的现场施工节奏较快，需要有更加严谨可行的施工组织计划，而基于建筑信息模型可以有效地优化这一设计。首先，可以利用BIM软件实施虚拟施工并优化具体工艺流程，对于构件的进场、存放以及吊装次序等方案的科学性和可行性进行验证，对于容易出现问题的环节提前制定相应的预防管理措施，避免出现诸如构件堆放不合理而导致现场工作量增加等现象。其次，同样通过模拟施工过程，可以优化现场的平面布置与空间利用规划，从而通过最佳的设计方案确保施工过程有序进行。最后，在进行虚拟施工的过程中还能对人员组织和机械设备的筹划等进行深入分析，在细节方面提高不同管理部门的工作效率，从而让装配式建筑结构施工过程保持稳定的节奏，节约建设成本并真正体现出这种施工模式各方面的优势。

4结语

目前，国内的装配式建筑结构施工在构件预制装配率方面还不够理想，施工流程也时常因各方面设计深度不足和信息沟通效率问题而不够顺畅，应用BIM技术是解决这些问题并提高装配式建筑施工技术水平的可行途径。

参考文献：

[1]胡婷.浅谈BIM技术在装配式建筑施工中的运用与发展[J].居业，2018，124（5）：98-99.