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摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，建筑的设计问题也越来越受到重视。本文针对装配整体式混凝土建筑设计阶段BIM技术的应用问题，从设计单位、生产单位、施工单位以及建设单位4大工程建设主体单位的角度出发展开论述，提出了BIM技术在设计阶段的应用流程及核心应用点，然后通过具体装配式建筑项目展示了部分核心应用点的具体应用及其价值。希望为今后BIM技术在装配式建筑设计阶段中的标准化应用提供一些有益的思路。
关键词：装配式混凝土；BIM技术；标准化
引言
建筑信息化模型（BIM）是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目的全生命周期过程中进行共享与传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队及建筑运营单位等各参建方提供协同工作的基础，提高生产效率，达到降本增效的目标。
1BIM技术
1.1BIM的概念
BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）是指在建筑设施的全寿命周期创建和管理建筑信息的过程，这一过程需要在设计与施工的全过程应用三维、实时、动态的模型软件来提高建设生产效率，而创建的模型涵盖了建筑物的几何信息、空间信息、地理信息。
1.2BIM的发展现状
建筑信息化是建筑行业发展战略的重要组成部分，也是建筑行业转型升级、节能减排的重要举措，BIM技术能够为推动绿色建筑的发展和创新提供技术支持。当前，BIM技术已经在许多方面得到了应用，例如：利用三维建模碰撞检查，通过模型在施工前预知各个专业在空间上存在的问题，有利于控制施工成本和进度。BIM技术还能够结合三维扫描激光技术对复杂建筑结构进行扫描，激光扫描得到的结果可以导入到建筑物模型当中。
2装配式建筑行业现状
目前精通设计且具备生产与施工经验的复合型人才较少，因此装配式项目在设计阶段的工作往往效率低，错误率高，加之现阶段很多企业对装配式项目尚处于摸索阶段，因生产与施工单位经验不足所导致的预制构件无法安装，返工的情况较常发生，造成现阶段装配式项目实际工程造价较高，工期较长。
3BIM技术的应用
3.1总体流程
先根据各专业设计图纸搭建初版BIM模型，处理设计图中存在的问题。当设计图中的问题全部处理完成后，修改初版模型形成过程版BIM模型。然后运用过程版BIM模型的数据信息及可视化展示功能，与生产及施工方就具体项目进行前期工作实施的讨论，通过建设单位、设计单位、生产单位、施工单位协商确定前置方案。随后由设计方修改相关图纸。同时更新过程版BIM模型，形成最终版的BIM模型，为施工阶段BIM技术的应用做准备。
3.2设计单位BIM核心应用点
应用BIM软件的碰撞检查功能，可有效解决各类碰撞问题，如使用Navisworks的ClashDetective功能。基于专业BIM软件，对碰撞问题的检查与处理可按下述步骤进行：首先应进行分专业BIM建模与碰撞检查，待本专业所有碰撞问题调整后再将专业模型拼装形成一个综合BIM模型进行专业间的碰撞检查与处理。同时各专业在搭建三维BIM模型的过程中，可有效发现设计不合理处，如建筑专业防火门开启方向错误；结构专业的下层柱截面大于上层柱截面，次梁截面大于主梁截面；水系统专业压力管道变径处大小直径倒置等问题。这些问题在二维CAD图纸中较难直观反应出来。综合BIM模型可将各建筑结构构件、管道、桥架、设备的空间关系精确直观地展示，可高效地对机电管道展开综合优化，以方便后期现场施工。预制构件的深化目前阶段主要做法为根据施工图的混凝土构件截面大小及配筋要求、建筑节点做法、结合预制构件拆分原则及构造要求进行基于CAD的人为二维图深化，并手算制作材料表。这种以图绘图的做法工作效率低，返工量大，材料统计不准确，尤其针对节点间的钢筋碰撞问题较难做到全部排查，常会造成施工阶段无法正常吊装的情况出现，以致预制构件报废。通过结合拆分原则使用专业BIM软件如Tekla首先搭建各预制构件三维带钢筋模型，然后将各构件依据设计图纸进行拼装定位再进行节点间的钢筋碰撞则能更有效准确地发现后续施工吊装中将遇到的问题。待钢筋碰撞问题解决后，可通过软件中的三维构件直接导出二维深化图纸，这种方法能够保证深化图纸的正确率，并能准确统计材料表中的钢筋规格及尺寸，灌浆套筒数量，混凝土方量等。
3.3生产单位BIM核心应用点
传统模板设计首先根据深化设计图纸在专业机械设计软件如ProE中搭建三维预制构件模型，再根据预制构件的形状、尺寸进行模板设计，经试拼装调整后形成最终模板方案，导出模板平面图。但导出的CAD模板设计图纸往往后处理内容比较多，材料表也需要人工二次计算。应用设计阶段最终版BIM模型直接进行模板三维设计，则可节省重新搭建三维预制构件的步骤，待模板方案设计完成后又能准确导出模板中各种钢构件的截面、尺寸、强度等材料信息。虚拟加工是设计阶段BIM技术在生产应用中的一大亮点。在完成基于最终版BIM模型的模板设计之后，可导入Navisworks中进行加工方案的模拟。通过对加工步骤的虚拟模拟，工人可清楚地了解每一步的操作步骤，加工要点及质量控制点。避免某些复杂预制构件在加工中由于图纸表达不清，工人经验不足等原因造成钢筋笼绑扎困难，甚至无法绑扎或错误绑扎所造成的误工、返工、报废等损失。
3.4施工方BIM核心应用点
装配式建筑需要在设计阶段就对施工的可行性进行研究，具体包括吊装可行性及模板方案实施的可行性。预制构件在吊装过程中的吊装顺序尤为重要，尤其针对装配式框架结构而言，若设计阶段未考虑吊装顺序，或因设计未考虑构件吊装因素，造成将来在施工中预制构起吊后由于节点处钢筋打架或叠合板伸出筋与主次梁箍筋碰撞等无法落吊的问题，待到施工中处理将变得很困难。而通过运用设计阶段BIM模型模拟吊装施工，可很好地理清吊装顺序。结合构件堆场的平面布置更能优化吊装顺序。施工图中，对于二次结构如构造柱、过梁、门抱框设置一般多为文字描述，施工前需依据图纸的具体要求对二次结构的设置定位进行具体深化。若每个二次结构构件均绘制立面图或详图，工作量大也易出错。对于标高变化多，复杂部位的二次结构有时通过CAD图纸的二次深化也无法准确表达。应用专业BIM软件如Revit可实现二次结构的准确定位与参数化建模，在设计阶段前置施工方深化设计的工作，并提高了深化设计的质量。
3.5建设方BIM核心应用点
建设单位在设计阶段中BIM核心应用点为精细化管理、虚拟漫游与成本管控。设计阶段初版BIM模型到最终版BIM模型升级过程中所形成的会议纪要，图纸变更等信息可嵌入BIM模型中，实现每一个预制构件设计变更时间，变更原因，变更部位的信息全纪录。同时，建设方可在BIM模型中进行虚拟漫游，对每一个细节地设计质量进行把控，更好地将建设方的理念融入到设计中去，实现对项目品质的精细化管理。设计阶段最终版BIM模型形成后，可直接按构件的类型、截面、尺寸、材料统计出工程量，避免因建设方工程造价人员依据施工图纸进行工程量计算而出现少算、错算、重复计算等问题，从而为建设方对项目成本的控制提供了有力的数据支撑。
结语
综上所述，本文对装配式混凝土建筑工程在设计阶段中工程各方BIM技术的主要应用点展开了论述，并将这些BIM主要应用点应用于具体的装配式框架结构中。希望通过本文，为今后BIM技术在装配式建筑设计阶段中的标准化应用提供一些有益的思路。
参考文献
[1]杨党辉，苏原，孙明，等.BIM技术在结构设计中的应用问题探讨[J].建筑技术，2015，5（5）：394–398.
[2]李广辉，邓思华，李晨光，等.装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化[J].建筑技术，2016，7（7）：645–647.
[3]陈前，张原.浅谈BIM技术及其应用[J].价值工程，2012（23）：61–62.
[4]杰里•莱瑟林.美国BIM应用的观察与启示[J].时代建筑，2013（2）：16–21.