BIM技术在装配式建筑施工中的应用

BIM技术在装配式建筑施工中的应用

王硕

天津市天友建筑设计股份有限公司 300392

摘要：装配式建筑与普通建筑存在较大的差异，主要体现在建筑设计、构件生产与建筑施工方面。其设计灵感来源于工业制造，通过将预制加工好的构件，通过吊装运输至施工现场，并进行拼装，进而生成的具有使用功能的新型建筑。装配式建筑对于作业环境与设计施工速度的要求较高，由于工程量庞大，传统的建筑设计与施工管理方法存在一定的不足。基于此，本文引入BIM技术，提出了一种全新的装配式建筑设计与施工管理方法，并对其应用效果做出了全面分析。

关键词：BIM技术;虚拟施工技术;装配式建筑施工

引言

装配式建筑具有标准化、装配化及一体化等特点，近年来我国针对新型装配式建筑施工管理模式展开积极探索。为提高工程项目的集成性与可靠性，建筑企业应从装配式建筑特点出发，对设计、生产、运输、装配等多个环节展开技术的统一管理，在装配式建筑设计和施工阶段引入建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技术，充分发挥其在信息共享和集成方面的优势，促进工程效率与质量的提升。

1简析BIM技术的主要优势

1）BIM技术的可视化对于建筑业来说，可视化的运用非常重要。比如建筑图纸，它是用线条和数字来表现各种构件的信息，但要把它们还原成更加逼真的3D图像，就需要“看图人”的想象力了。如果说传统的建筑结构比较简单，那还好说，但是在目前的建筑行业，各种复杂的建筑形态都很难用平面图来描述。BIM技术具有可视化的优点，可以使设计者将传统的平面设计图转换成三维图形，使观看图形的工作人员能够更加清楚地了解设计者的真实意图。2）BIM技术的协调性无论是设计单位、建设单位还是施工单位，要使项目顺利进行，都需要各方的协调和协作。如果在实施过程中发现了问题，那么就必须召开一个协调会议，商讨出问题的根源，并提出相应的对策。比如，在安装暖气等专业的管线时，很难考虑到不同的施工条件，也很难考虑到结构的不同，所以在实际施工中，很可能会出现管线交叉、结构等问题。而BIM技术所具有的协调能力可以解决这一问题，通过建筑信息模型，可以对不同专业在建设项目之间可能出现的冲突进行统计，以便为不同专业提供必要的协调信息。

2、BIM技术在装配式建筑施工中的应用

2.1构件生产阶段

构件生产阶段是装配式建筑施工的关键环节，在这一阶段中可以通过BIM构件模型进行信息归类与整合，精确统计材料的采购与用量。例如，可以将BIM模型与CAD图纸结合起来，明确各施工环节的用料情况，为后续的施工工序奠定基础。同时，发挥BIM模型时效性强的优势，可以及时更新生产数据，提高构件生产的精益化管理水平。结合装配式工程的实际情况，还可以将构件生产阶段进一步细分为生产前、生产中与生产后，为后续施工环节提供保障。构件生产前阶段由生产部门通过BIM技术进行材料和技术准备，根据生产计划制作所需构件，并预留出相应位置。构件生产中阶段由设计人员将构件信息传入数据库，通过控制程序监控生产；一旦出现生产故障，可及时向管理人员反馈，以便采取有效的处理措施。同时，生产系统还可以自动录入预制构件信息，包括构件类型与材料信息等。在构件生产后阶段，可以应用RFID技术将模型与构件一一对应，为构件数据的实时查询和更新提供保障。此外，相关人员可以在构件生产中进行实时检测，校正数据库信息，实现构件生产的自动化和信息化，提高动态管理水平，为后续的构件出库和物流运输等环节提供信息支持。

2.2施工阶段管理

在施工阶段管理中，主要管理目标为预制构件的组装质量与效率，对整体装配式建筑工程施工进度、施工质量与施工成本具有直接影响。由于整个装配式建筑工程项目具有全生命周期的特点，在施工阶段管理中，各个施工环节信息的高效传递与共享至关重要。基于此，本文利用BIM技术，负责整个施工阶段的信息传递。首先，施工现场的工作人员从预制构件库中，根据施工进度要求，调用预制构件，并对构件的运输时间进行合理安排，保证施工现场的秩序；其次，将装配式建筑施工过程信息输入到BIM施工模型中，提高各项施工信息的智能化与自动化管理，通过模拟建筑整体施工进程，获取施工阶段存在的问题，并有针对性地调整施工安排。在此基础上，将BIM施工模型与上述建立的协同管理平台相结合，使生产构件与施工构件形成一一对应的关系，提高构件调用的效率。并在构件中植入RFID电子标签，方便施工阶段的构件追踪，实时反馈预制构件在施工过程中的状态变化，保证装配式建筑质量，加快施工进度，提高装配式建筑的综合经济效益。

2.3吊装技术分解及施工

通过对现场预制墙板吊装施工进行分析，该工艺环节容易受吊装顺序和操作人员水平等因素的影响，容易产生墙板吊装轴线和预留插进位置偏差等问题。因此，在预制墙板吊装中，吊装顺序模拟需要利用Ｒevit软件，且场景创建还需要使用Animator功能，同时还要处理选中的集合单元，将其创作成动画集。对于吊装构件关键帧而言，还需科学选取构件起点位置，此后再开展构件起吊，同时还需捕捉关键位置的关键帧，进而科学设置吊装线路。施工时需要满足工艺要求，在此工艺环节需要起吊预制板，起吊距板1m处即可，随后将其缓慢放下，对于外墙板而言，将其缓慢下放时需要保证下放孔可以对齐连接钢筋，随后在固定位置缓慢放置预制板外墙。此时，需要创建斜支撑与L型连接片动画集，在该环节中，动画起始点主要选择选定板就位时间点作为支撑的起始点，采用重复的方式来完成外墙吊装作业，直到预制板外墙吊装工艺完成即可。施工现场通常情况下会受到场地制约，进而引发堆放的构件比较紧密，导致吊装环节因叠合板位置出现中心偏移而难以对准控制线。安装第一块叠合板后，因吊装线路无法满足要求，进而使叠合板之间产生碰撞。在叠合板吊装模拟施工中，可以利用BIM技术，且在创建预制叠合板及附属工具的集合的过程中，可以在Ｒevit中利用集合管理命令。集合动画集的创建需要利用Annimator进行创建，捕捉关键帧需要有效利用构件起点和关键点位置，通过这种方式来设置出合理的吊装线路。通过对吊装方案进行分析，需要将三脚架以及垫块装设在板下。在板位置调整时，需要结合施工工艺，将板位置调整至距吊装为主1.5m处，随后缓慢放下，同时还需准确调节叠合板位置，直到吊装叠合板位置嵌合即可。

结语

（1）BIM技术应用后，建筑工程项目施工的成本、质量、进度均得到了有效保障。因此，结合上述研究与论证分析，证实了BIM技术在工程领域中应用是十分可行的。（2）BIM技术的应用研究是一项长期而艰巨的课题，需要工程方、承包企业、科研机构等多方协同努力实现。虚拟施工在建筑行业中属于一个全新研究领域，未来还需要根据产业的建设与发展方向，对与之相关的工作进行深入的研究，以期通过此种方式，为建筑行业的发展给予全面的帮助。

参考文献

[1]马登成,胡永彪,张新荣.盾构机施工原理与过程虚拟仿真实验设计[J].实验科学与技术,2022,20(04):18-22.

[2]王荣霞,梁栋,方芳,等.大跨连续梁桥施工及其力学仿真虚拟实验设计与应用[J].科教文汇,2022,(16):58-60.

[3]惠记庄,樊博涵,丁凯,等.基于虚拟现实的钢结构桥梁装配化施工仿真系统[J].建筑科学与工程学报,2022,39(04):108-116.