BIM技术在预制装配式混凝土建筑中的应用_赵强.pdf

2023年第1期图1预制混凝土短暂工况验算逻辑赵强，蔡枫锋：BIM技术在预制装配式混凝土建筑中的应用BIM 技术在预制装配式混凝土建筑中的应用赵强，蔡枫锋（浙江省建工集团有限责任公司，浙江 杭州310012）摘要：文中分析了建筑信息模型（BIM）技术在预制构件设计、生产、施工等多个阶段的研究及应用范围，提出BIM技术应用于预制混凝土建筑的推广建议。关键词：BIM技术；预制建筑；应用范围；生产模式；施工技术Abstract:Building information model(BIM)technologys scope of research and application in the design,production,and construction of prefabricated components is examined in the paper.Based on real-worldengineering examples,a BIM-based application in precast concrete buildings is proposed.Key words:BIM technology；prefabricated concrete building；application scope；production mode；constructiontechnology中图分类号 TU74文献标识码 A 文章编号1004-5538（2023）01-0121-020引言预制混凝土设计工作流程效率低下，在施工阶段对设计误差进行修正耗时耗力。由于时间及成本限制，对于前期构件设计深化及施工过程中的精度、质量控制格外关键。传统的基于CAD软件的构件细部设计存在易出错与成本高等问题。BIM技术是指直接用于促进协调和建设项目的数字软件集合，涉及类别较广。在施工阶段开始之前，由计算机设计并给出最终的建筑实施方案1。1BIM技术在结构设计过程中的应用1.1构件标准化设计及云平台搭建BIM技术应用于预制混凝土设计过程中主要分为两块，一为促进构件的标准化，二为前期构件的设计深化。预制混凝土尚未形成标准化的构件设计体系，且单种类型的构件产量低，种类多，进而极大的提高了预制混凝土的设计与应用成本。2018年由中国工程建设协会发布的 预制混凝土构件质量验收标准工厂预制混凝土构件质量管理标准等对构件提出了更为规范化的要求。1.2构件设计深化现有预制混凝土构件的设计思路与现浇类似，在结构整体模型计算基础上，结合实际吊装重量、部件尺寸及设计规范等限制，明确拆分参数，得到预制构件设计方案2。同时，其设计深化应保证预埋件及钢筋布置的正确，通过参数化调整对碰撞或冲突进行避让处理。再者，预制装配式建筑的内装设计与结构设计并线进行，在对结构设计深化时应考虑及内部管线线路的装设影响。以预制柱梁连接处的深化设计为例，柱的纵向钢筋应集中在四个角，以便为梁内的钢筋腾出足够的空间。梁和柱的相对位置包括轴线对准与边界对准，梁端拉伸钢筋的位置应作相应调整3。而传统的二维CAD设计图纸对于上述问题的表达与解决存在一定困难。另一方面，结构设计应考虑地震、持久、短暂及偶然设计状况，BIM技术还可被应用与设计阶段的短暂工况验算工作，预制框架结构的具体验算过程如图1所示，要求合适的预制构件脱模及吊装荷载均小于吊件实际总承载力，且X、Y方向的吊件与预制构件重心坐标插值小于允许值。工程技术121-2023年第1期图2基于BIM技术的施工现场安全评估方法2BIM技术在构件生产过程中的应用生产厂家在得到设计方提供的设计方案后，使用BIM技术可较为方便的对预制构件的信息加以管理，包括：材料、尺寸、配筋和位置。其在协同平台上的的名称应简洁明了，表达其主要特征。具有不同细部设计的构件应采用不同的名称，以方便合并、细部设计和核算。为防止后续施工错误，如果一个构件的任何细节，如尺寸、钢筋或预埋件与其他构件不同，应给予一个单一的编码。应特别注意用于吊装、安装和运输的内置配件，如预留孔、配电箱和覆面板及室内隔墙的线盒。此外，一些特殊要求，如预制柱中的防雷钢筋，也不可忽视。某种类型的预制构件应单独命名，所有的详细信息应在单独的图纸上体现出来。另一方面，传统的预制构件生产质量控制及检测多以表格形式记录，查阅不便。而预制构件装配过程中对精度的要求较高，仅以平整度一项指标为例，不达标就会造成拼接缝隙大、结构稳定性下降等工程问题。而BIM技术的结合可实现设计单位信息同步传递，帮助构件生产厂家高效调配员工、器械与建材，避免厂内移动造成的部件受损。3BIM技术在施工管理中的应用传统二维施工平面布置图纸较难合理的指导现场施工，BIM技术现已被证实有助于简化预制混凝土的多个施工阶段。施工前期可通过BIM技术模拟施工过程，提前分析可能遇到的实际操作问题并依据现场平面图对场地区域划分，避免材料的二次搬运，也使得施工方案更为完善。BIM技术的结合还可有效提升施工过程中的精度及质量。以预制构件现场装配的构件节点连接质量为例，其直接影响结构的安全性。因此，应当提升设计图纸与现场操作之间的可交互性，进而优化构件的临时固定及校正方案。通过BIM技术，可有效评价工人施工可行性、安全性及构件参数等因素间的相关性，并提供四维操作模拟动画，较为直观的像现场技术人员展示构件装配流程。最后，BIM技术还可为预制构件安全评估提供参考依据，以保证安全与预制构件生产统一，具体方式如图2所示。4BIM技术推广建议当前BIM技术在预制装配建筑领域仍存在一定的阻力，具体表现在国内大量设计人员对BIM技术不熟悉、除特大型项目外碰撞检查依旧在现场进行、部分模型与实际存在一定差距、本土化标准规范尚未完全形成等。因此，结合当前现状对BIM技术在预测浇配式混凝土建筑中推广的建议为：当地政府应提供相应扶持与优惠政策；相关协会应当加快制定预制装配式混凝土建筑及BIM技术的技术标准与指导手册；应从材料与结构多途径提升预制构件的耐久性、安全性、外观质量、承载能力。5结语BIM技术在预制构件设计过程中的应用主要分为两块，一为促进构件的标准化，二为前期构件的设计深化。在预制构件生产过程中可参与预制构件编码与生产质量控制方面；而在施工管理过程中则可进行预先模拟、优化构件装配流程及评估工程安全性。总的来说，BIM技术的结合有效提高了预制混凝土建筑设计精度，优化了构件生产工艺、提升了施工质量与效率。最后提出BIM技术应用于预制混凝土建筑的推广建议，以期为后续BIM技术深度融合预制装配建筑项目提供理论与经验支持。参考文献1李亚萍,陈国平.BIM技术在装配式混凝土建筑结构设计中的应用及发展J.混凝土,2018(6):121-123.2王兴冲.基于BIM技术的装配式建筑预制构件深化设计方法研究D.深圳：深圳大学,2020.3 Tian L D,Li L M,Liu K,et al.Study on Detail-ing Design of Precast Concrete Frame StructureC.（ICEESE 2017）28-31 December 2017.第一作者：赵强（1993-），男，本科，工程师，房屋建筑工程专业。（编辑：徐萍）（收稿日期：2022-9-28）赵强，蔡枫锋：BIM技术在预制装配式混凝土建筑中的应用工程技术122-