BIM 技术在装配式建筑结构施工中的应用

李长清

（中建三局集团有限公司，湖北 武汉 430000）

1 BIM 技术在装配式建筑结构施工中重要性

随着BIM 技术发展日益成熟，在建筑行业中逐渐得到了越来越广泛的应用。通过在装配式建筑结构施工中应用BIM 技术，利用BIM 具备的各种技术功能优势，能够促使以往装配式建筑构件施工精度不足、效率低下问题得到有效的改善，提升建筑结构设计水平与质量，因此有必要对BIM 技术在装配式建筑结构施工中的应用进行探讨分析，对于推动装配式建筑发展具有重要的意义。

2 BIM 技术发展及优势简析

BIM 英文全称为“Building Information Modeling ”，即建筑信息模型，这一理念最早于1975 年由美国“Chuck Eastman”教授提出，主要目的是对建筑建造设计进行可视化分析，有效提升建筑工程建造效率。直到2002 年，随着BIM的三维软件成功研发，有效助推了BIM 技术在建筑行业领域及其他行业领域的落实应用。BIM 贯穿于建筑从最初设计到竣工完成整个生命周期，它将建筑各种物理参数与功能性特征用数字化形式来体现，并借助三维数字技术，将建筑三维模型与建筑几何/非几何信息关联在一起，有效实现了建筑信息资源共享。相对于传统的CAD 制图技术，BIM 技术将建筑结构设计图纸从“二维”变成了“三维”。即还未正式施工，就已经能够将最终的设计“效果图”以立体化的形式呈现出来，从而更加便于工程项目各参与方直接以虚拟效果图为依据，共同进行探讨分析，并结合实际需求，对各种结构信息参数进行调增，使其满足自身要求，可有效防止具体落实阶段出现过多施工变更，对于施工成本节约具有重要的意义。另一方面，BIM 技术具备参数化、可视化以及信息关联性优势，可以将建筑不同结构部位信息有效关联起来，实现信息资源共享，并且一处参数发生变化，其他相关信息也会随之变动，更有利于负责不同结构设计的技术人员借助这一平台，实现彼此间的协同与交流，还可以方便设计人员在他人设计成果基础之上，做好属于自身结构设计的数据信息优化，为建筑结构设计提供有力地保障[1]。

3 BIM 技术在装配式建筑结构施工中的应用

3.1 BIM 技术在构件制造中的应用

预制构件的制造是开展装配式建筑构件施工的基础，而传统预制构件设计图纸是基于二维的CAD 图纸制作而成，在实际进行交底时，受图纸专业性影响，造成了设计人员与生产技术人员之间沟通交流障碍，前者很难向后者完全清晰的表达出设计意图，很容易出现在构件生产完成后，才发现构件成品不符合实际要求，需要重新返工，造成大量资源损失。而通过应用BIM 模型，在装配式建筑构件设计阶段，设计院就可以直接与构件生产厂家完成对接，通过BIM 模型的参数化展现，方便厂家更加直观的了解构件信息，生产人员也可以成功跨越专业障碍，更好的与设计师进行沟通与交流，全面掌握设计意图，从而有效提升构件制造的准确性，提高构件生产效率。不仅如此，BIM 技术还可以与RFID 技术相结合，从而方便生产厂家从模型中直接提取预制构件各种参数信息，例如构件几何尺寸、材料种类、数量等，结合这些信息，准确计算出原材料需求量，并以此为依据，实现原材料采购计划与构件生产计划的制定，从而可以有效减少待工、待料的现象发生，还有利于实现构件生产成本精准化控制，避免资源浪费。

在构件完成制造生产后，便进入到构件运输阶段，在该阶段中，需要考虑到两个问题，一是时间，由于在运输路线中，实际路况属于不确定因素，并且有的预制构件可能受当地法规限制，无法及时运输至装配式建筑构件施工现场，因此需要充分考虑时间因素，提前做好时间规划，防止对正常施工进度造成影响。另一方面，还应考虑运输空间问题，一些构件实际体积较大，并且在运输过程中易损坏，因此也需要提前做好运输空间规划，科学合理安排不同类型的运输车辆，确保预制构件平稳运输至施工现场，防止出现施工现场构件缺乏或积压问题。针对于上述两中问题，可以通过利用基于BIM 技术的构件信息控制系统，并与预制构件管理系统相结合，实施预制构件装载运输预演，提前了解到构件运输过程中可能出现的问题，并做好准备预防工作，确保预制构件平稳运输至施工现场。

3.2 BIM 技术在施工平面布置中的应用

（1） 预制构件的存储管理。在将预制构件运输至装配式建筑施工现场后，需要做好预制构件的合理存储。通常情况下，相对于传统建筑施工场地，装配式建筑施工场地不会太大，因此不宜存放过多的预制构件，需要结合实际施工进度，做好构件的进场数量与时间的科学合理控制。然而无论是预制构件的分类存储，还是预制构件的分类统计，都会消耗大量人力物力，很容易出现各种问题。而通过应用BIM 技术，并与RFID 技术相结合，在预制构件制造生产阶段，生产工人就已经将RFID 芯片植入预制构件之中，因此只需要负责预制构件物流配送、存储的工作人员读取RFID 芯片中的信息，就可以直接完成预制构件的验收，有效节约时间人力成本。在实际进行预制构件吊装过程中，通过应用BIM 技术，技术人员可以直接获取综合信息，可以预先确定安装位置等信息的准确性，再进行拼接、吊装，有效提升了构件安装的准确性与效率。

（2） 施工场地布置。装配式建筑通常由大量装配式构件拼装而成，同时受施工区域空间所限，需要做好合理的施工场地布置，才能够保证后续预制构件吊装平稳顺利进行。在实际进行施工场地布置时，需要重点考虑到以下几点因素：①塔吊位置布置。塔吊布置是装配式建筑结构施工的关键环节，塔吊布置位置精确与否，将直接关系到预制构件吊装的准确性，在实际预制构件施工实践中，经常会出现因塔吊位置设置不合理，出现二次倒运构件问题，对于整体施工进度带来了严重的影响。因此在实际进行塔吊布置时，需要结合施工实际合理确定塔吊型号、作业范围，保证其满足施工要求，并借助三维激光扫描技术，制定出多个塔吊布设方案，最后借助BIM 技术，对不同布设方案进行BIM 模拟，从中选择最优方案。②预制构件的存放，该问题上文已有说明，此处需强调的是，预制构件的存储应结合实际建筑需求而定，同时还要充分考虑存储位置是否交通拥堵等问题。③要做好施工场地内构件运输的规划，防止在实际进行卸车、吊装时，对其他施工作业造成一定影响。通过应用BIM 技术，可以对施工现场进行实时模拟，充分考虑不同的施工方案，做好对方案对比，并从中选择一个最佳的施工平面布置方案[2]。

3.3 BIM 技术在施工现场质量管理中的应用

在实际进行装配式建筑构件施工过程中，质量管理发挥着重要的作用，它能够有效防止在安装过程中一些失误、偏差问题出现，有效保障装配的建筑质量。通过应用BIM 技术，施工单位可以直接对施工计划进行模拟分析，并通过关联时间及3D 模型，实现4D 施工模型的成功建立，从而能够立足于不同施工阶段，运用可视化对施工进程进行模拟，实施跟踪施工质量变化，更加直观的模拟显示实际施工过程，实现施工质量的全过程监管控制。通过应用BIM 模型，施工人员能够更加直观的了解到构件类型、尺寸等信息，分有效防止安装错误问题发生，提高安装质量。除此之外，在实际应用BIM 技术过程中，通过利用移动设备，例如智能手机、平板电脑等，结合云计算技术、网络技术及RFID 技术等，施工管理人员可以实现远程监控查看施工状况，并对施工状况进行异地指导，促使得现场人员能够更加顺利的实现构件定位与吊装，有效保障施工质量。在施工安全管理方面，通过应用BIM 技术，能够通过对施工模拟，快速识别部分安全隐患，在BIM 模型的帮助下，不仅能够更加直观的认识到施工现场外形特征，相关施工技术人员也可以对施工方案进行提前检验，有效消除施工安全隐患。

4 结语

综上所述，装配式建筑结构施工是一项复杂系统的工作，采用传统的施工技术，不仅会耗费大量人力物力，同时施工质量也难以得到有效保证，通过在实际施工中应用BIM 技术，能够有效简化施工难度，节省施工资源，提高施工效率，有效推动我国装配式建筑实现更好的应用推广与普及。