BIM技术在装配式建筑设计及施工管理中的应用探索

BIM技术在装配式建筑设计及施工管理中的应用探索

张茂森  ,李中建

张茂森身份证号码：13072619960304251X

李中建身份证号码：  130927199707224518

摘要：装配式建筑工程主要涉及生产、施工、设计、装饰、监理等多个环节。因此，需要将BIM技术运用到各个环节，以完成整体控制。从实际情况来看，BIM技术在装配式建筑设计及施工过程中的作用越来越明显，并得到了广泛的应用。

关键词：BIM技术；装配式建筑；设计；施工管理；应用

1 BIM技术在装配式建筑设计中的应用

1.1 图纸设计的应用

装配式建筑设计中，图纸设计是一项重要内容，对预制构件数量及其型号产生直接影响。通常而言，预制构件生产厂家结合设计图纸对实际需求进行判断后再进行生产。一旦设计图纸出现问题，就可能造成严重的经济损失；装配式建筑对精密性具有较高要求，设计的图纸对整个建筑项目稳定性产生直接影响，同时也对施工人员人身安全产生重要影响。传统装配式建筑设计过程中，设计人员往往要消耗较多时间与精力在基础信息如土壤密度、黏性等的搜集整理方面，且无法及时对其进行有效处理。而BIM技术的应用，能够使这些问题得到快速处理，能迅速完成基础信息收集过程且对其实现有效分析，进而对施工实际情况进行模拟，可帮助工程人员选择适合的施工区域。除此以外，BIM技术的联动性，还能够使设计人员在对某一参数进行修改时，其他参数也发生变化，不仅提升了建模效率，还便于设计人员对整体效果的观察，以及时发现存在的隐藏问题。

1.2结构模型与分析模型的转换

装配式建筑进行设计时，通过BIM技术的应用，将在计算机软件中融入建筑模型，通过软件的对比分析，有效提升结构的整体性，进而建立完善的结构模型。一般来说，对多视图进行分析时，需做好标注，并采用文档的形式，及时对图纸进行保存。在软件实际进行操作时，BIM模型在转换时，多数数据会丢失，也会存在失真的现象，对无缝衔接造成不利影响。这就要求管理人员采用分工操作的形式进行修改，尽量降低影响。在执行期间，管理人员改正分工操作，从这一方面可知，BIM技术也存在着一定的限制性。在实际进行设计时，设计人员由结构分析向BIM转化问题进行研究，避免后续问题的产生。

1.3 规划与调整中的应用

装配式建筑设计人员在设计过程中，由于BIM技术发挥着重要作用，从管理角度分析，需坚持一致性原则，且对预设参数进行分析。此外，还要确保装配式结构尺寸满足项目建设的实际要求，建立完善的数据模型，优化施工方案，对施工图纸与内容进行全面了解。如果指标设置得不合理，就会导致成本增加，进而延长工程期限。BIM技术的应用，使设计人员在模型过程中，一旦发现数据错误，即可随时进行修改。但需注意的是，设计人员需对信息进行准确掌握，同时将结果控制在合理范围内。

1.4 钢筋设计

在进行装配式建筑设计时，要确保拆分与构造原则相符，同时对钢筋位置进行准确定位，并适当做出调整。同时，还可应用二次开发程序，获取钢筋数据信息，并结合布置原则，对其进行优化。布置钢筋时，应坚持以下几点：一是科学设计后浇段，确保套筒安装的有序开展；二是确定梁段最大值，科学设计钢筋需加密区域，进而保证其适合的间距与数量。BIM技术的应用，可实现纵筋与箍筋的合理设置，为后续施工的开展打好基础，促进装配式建筑设计水平的提升。

2 BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用

2.1 模拟施工过程

在装配式建筑施工过程的模拟环节，建设团队可通过BIM技术模拟构件装配以及预制结构与现浇结构的施工过程，及时发现装配式建筑施工中的问题，制订整改方案，提高装配式施工的安全性。例如，在装配式预制构件的吊装环节，施工团队可利用BIM软件制订完善的吊装方案，并与施工方案融合构建管理模型，全面管控构件属性与吊装进度（图1）。在模拟装配式建筑施工过程中，施工团队可将施工现场的场地模型数据、建筑结构模型数据以及装配式建筑施工计划等录入BIM软件中，由软件动态执行施工节点的装配内容，强化不同节点装配作业间的衔接，生成装配式建筑施工动画，方便一线施工人员在施工前进行施工预演，并结合施工中的问题针对性地调整施工计划。

图1 基于BIM模型的施工过程模拟图

2.2装配式建筑材料管理

为推动建设工作顺利进行，施工单位需紧密连接装配式建筑构件预制、运输、施工等各个环节，避免在施工场地内堆积大量的施工材料与预制构件，优化预制构件的生产与储存环境。因此，可将BIM技术与装配式建筑材料管理相融合，保障施工现场预制构件的充足性。此外，施工团队可借助BIM技术预演装配式建筑的施工过程，确定施工中所需的预制构件量，为生产单位采购原材料、运输单位制订运输计划等提供数据支撑，规避了施工现场预制构件或建筑材料的积压问题。

2.3 BIM技术在进度管理过程中的应用

施工进度一直以来是施工过程中所重视的关键内容，通过加强施工进度管理，能够保证在预定的周期内完成建筑施工活动。在完成模型优化和调整之后，相关人员需要针对施工进度进行模拟，这样可以及时制定合理的应对方案。当前，建筑行业在进行进度模拟时，可以选择广联达BIM5D以及Navis‐works，但是前者需要计算机拥有较高的硬件配置，在制作过程中需要投入较多成本，因此在一般的建筑施工过程中都会选择后一种软件。在进行施工模拟之前需要将建筑模型以及施工进度计划导入软件，在导入Microsoft Project之后，可以自动完成施工进度计划的编制。在完成施工进度计划编制后会利用软件开展模拟活动，在导入相应文件后，在Time‐linder的右侧会自动形成进度图。此时施工进度以及建筑模型均是处于独立状态的，可以利用附着这一选项将二者进行融合。当构件和不同的施工任务名称进行对应后，可以为建筑模型增加时间参数，将3D转化为4D，并且由于所使用的构件数量较多，可以利用自动附着的方式将模型以及施工进度文件名称进行匹配。在施工模拟过程中可以展示施工日期、施工阶段的相关参数，了解不同阶段和区域下工程具体完成状况，通过将施工模拟进度计划和实际进度实施比较，可以了解施工进度是否出现了延迟的问题，及时根据施工进度要求对施工计划进行调整。在施工进度模拟过程中，还可以针对各类影响进度的因素进行模拟。

3结语

目前，装配式建筑凭借节能、施工周期短、节约施工成本等诸多优势，成为未来建筑工程的重要发展方向。在实际施工中，施工团队需将BIM技术全面融入施工前期工作、施工过程等环节，制订完善的融合方案，以此全面赋能BIM技术，助力装配式建筑朝着现代化、节能化、高效化方向发展。

参考文献：

[1]张敏,韩莹莹.BIM技术在装配式建筑施工管理中的运用探讨[J].建材发展导向,2021,19(24):109-111.

[2]范亚如.装配式建筑设计及施工管理要点分析[J].工程技术研究,2021,6(19):260-262.

[3]李伟.BIM技术在装配式建筑施工管理中的应用[J].住宅与房地产,2021(28):181-182.