唐尚榮

摘 要：隨著建筑設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法無疑促進(jìn)了建筑行業(yè)的快速發(fā)展。而當(dāng)前時代下建筑工業(yè)化成為了研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。預(yù)制裝配式混凝土建筑作為一種新型產(chǎn)業(yè)化建筑模式，與傳統(tǒng)的現(xiàn)場澆筑建筑方式相比，無論是在節(jié)能性還是在低耗性方面都符合可持續(xù)發(fā)展的客觀需求。BIM技術(shù)通過參數(shù)化三維模型的支持，將大量與項(xiàng)目有關(guān)的參數(shù)化信息進(jìn)行了合理利用，同樣發(fā)揮了巨大作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);混凝土預(yù)制構(gòu)件;生產(chǎn)應(yīng)用

0.引言

我國處于城市化發(fā)展的關(guān)鍵時期，尤其是在全球變暖和節(jié)能減排的發(fā)展背景之下，建筑住宅的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問題也成為了重要的研究課題?，F(xiàn)代住宅的主要特點(diǎn)在于需求量顯著增加，且對于質(zhì)量方面的要求明確提高。如何改進(jìn)現(xiàn)有的住宅建造方式推進(jìn)住宅建設(shè)的工業(yè)化進(jìn)程，就將加速和諧社會的建設(shè)進(jìn)程，提升建筑質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。

1. BIM技術(shù)應(yīng)用的主要特征

1.1 多元化信息。多元化信息指的是在實(shí)際項(xiàng)目的BIM模型當(dāng)中，建筑構(gòu)件不僅僅是一個三維可視化構(gòu)件的虛擬形式，而是從幾何形狀入手了解到某些非幾何屬性特征的過程。無論是材料的性能、傳熱系數(shù)還是構(gòu)件信息、受力狀態(tài)等，都應(yīng)該被納入考慮范圍之內(nèi)。在BIM相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，建模環(huán)節(jié)本身會涉及到一個非常重要的概念。我們所說的建筑三維集合圖形與建筑構(gòu)件實(shí)際上就是模型圖元。這些圖元都可以得到參數(shù)化管理，包含其中的物理信息、功能信息等。所以從這一角度來看，BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段為相關(guān)的人員提供重要的模型信息，然后將建筑物內(nèi)所有構(gòu)件的詳細(xì)信息以數(shù)據(jù)庫的形式進(jìn)行存儲，在項(xiàng)目后期的管理和應(yīng)用方面也創(chuàng)造了更加良好的條件[1]。

1.2 參數(shù)化關(guān)系。參數(shù)化指的是模型內(nèi)的圖元之間關(guān)系，這些關(guān)系可以通過軟件進(jìn)行創(chuàng)建，也可以通過設(shè)計(jì)者在項(xiàng)目開發(fā)的過程中進(jìn)行設(shè)計(jì)。參數(shù)化的功能為BIM技術(shù)提供了非常完善的協(xié)調(diào)能力，在生產(chǎn)力環(huán)節(jié)也具備了一定的優(yōu)勢。而在項(xiàng)目中的不同位置進(jìn)行修改和調(diào)整時也需要在整個項(xiàng)目內(nèi)部進(jìn)行合理管控。例如在BIM的模型全部建立完成之后就可以直接以此為基礎(chǔ)生成平面視圖、立面視圖和剖面視圖等，且不需要像CAD一樣先將所有平面圖進(jìn)行設(shè)計(jì)完畢后再去將對應(yīng)的立面圖和剖面圖進(jìn)行繪制，也避免了不同視圖之間存在的矛盾和不一致現(xiàn)象，產(chǎn)生圖紙錯誤和麻煩的可能性也顯著地降低了。因而，項(xiàng)目整體的工作效率和工程質(zhì)量都能因此得到完善。

1.3 統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)。BIM的數(shù)據(jù)具有開放性特點(diǎn)，隨著未來工程項(xiàng)目管理軟件在BIM數(shù)字化信息當(dāng)中的應(yīng)用，建筑信息模型將被覆蓋到整個工程項(xiàng)目管理的全過程當(dāng)中，通過建立BIM模型的方式進(jìn)行各個方面的數(shù)據(jù)與內(nèi)容分析。例如Revit當(dāng)中我們可以在結(jié)構(gòu)分析設(shè)置上賦予結(jié)構(gòu)模型正確的構(gòu)件分析信息，并且從Revit中導(dǎo)入結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)再展開分析計(jì)算。在計(jì)算完成之后，就可以將分析結(jié)果導(dǎo)入至Revit中進(jìn)行后續(xù)處理并完成結(jié)構(gòu)模型的分析和計(jì)算過程。

1.4 專業(yè)協(xié)同。專業(yè)協(xié)同指的是當(dāng)前建筑項(xiàng)目工程復(fù)雜要求背景下的跨學(xué)科合作模式，這也是未來工程項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必然的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)的二維CAD時代，協(xié)同合作設(shè)計(jì)往往缺乏比較同意的技術(shù)平臺，工程項(xiàng)目之間的專業(yè)交流往往顯得雜亂無章且缺乏秩序。然而BIM技術(shù)模型得到應(yīng)用之后，也給傳統(tǒng)的建筑專業(yè)提供了新的技術(shù)應(yīng)用平臺，信息化的BIM模型允許對各個方面信息的查詢和應(yīng)用。例如設(shè)計(jì)階段的進(jìn)度信息、施工階段的質(zhì)量信息與管理階段的性能信息等。架設(shè)專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要修改相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)時，就可以在BIM模型之上進(jìn)行相應(yīng)的施工模擬來控制工程施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的協(xié)同工作模式[2]。

2. BIM技術(shù)在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 三維建模與調(diào)整。通過BIM技術(shù)可以初步地指導(dǎo)預(yù)制構(gòu)件和預(yù)制構(gòu)件所需要的三維模型設(shè)計(jì)，然后使用Revit Structure進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)和建立。按照計(jì)算結(jié)果，我們可以做好模型基礎(chǔ)下的鋼筋設(shè)置、管線設(shè)置等，并且建立預(yù)制構(gòu)件所需模板的模型完成初步設(shè)計(jì)。在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部我們可以利用Revit所具備的檢測和碰撞功能進(jìn)行檢查，如果有相應(yīng)的碰撞情況則需要返回至模型處進(jìn)行重新的優(yōu)化與改進(jìn)。如碰撞測試方面可以進(jìn)行反復(fù)測試直至碰撞檢測結(jié)果為零。目前施工圖主要的設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容包括鋼筋管線不知搶礦、連接件信息、配件編號、預(yù)埋件內(nèi)容等。我們利用BIM技術(shù)生成不同階段的預(yù)制構(gòu)件和生產(chǎn)文件之后，也能將獲取的三維模型導(dǎo)入相應(yīng)的軟件當(dāng)中，使用軟件本身的分析功能來完成預(yù)制構(gòu)件模板的模擬安裝和布置環(huán)節(jié)，生成可以指導(dǎo)施工過程開展的模擬動畫。此外利用三維模型，可以完成預(yù)埋件等相關(guān)內(nèi)容的模擬安放，并且使用三維模型來模擬混凝土的澆筑過程。

2.2 明細(xì)表與信息生成。將Revit生成的三維模型生成明細(xì)表之后，就可以對混凝土的用量、鋼筋用量和預(yù)埋件等有關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后將其中的一些關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行編號統(tǒng)計(jì)。具體來看預(yù)制構(gòu)件明細(xì)表的內(nèi)容包括加工圖紙層面的鋼筋規(guī)格、材料性質(zhì)、管線尺寸、材質(zhì)內(nèi)容、混凝土用量等。在造價信息方面，Revit Structure建立預(yù)制后的三維模型也可以成為造價信息的主要參考來源，這些信息在得到統(tǒng)計(jì)之后，相關(guān)施工單位也可以進(jìn)行記錄和規(guī)劃對不同的構(gòu)件信息進(jìn)行匯總并將其制作成為表格內(nèi)容。

2.3 預(yù)制加工。預(yù)制加工利用BIM技術(shù)所生成的指導(dǎo)性文件進(jìn)行分階段指導(dǎo)，并且對BIM技術(shù)形成的文件進(jìn)行現(xiàn)場管控，展開尺寸的檢查等。例如鋼筋和預(yù)埋件信息就可以成為模擬動畫的組成部分，并且對應(yīng)BIM技術(shù)形成的文件進(jìn)行管線布置和檢查等?；炷恋默F(xiàn)場澆筑、質(zhì)量檢查和生產(chǎn)校正等內(nèi)容也可以進(jìn)行設(shè)置[3]。

2.4 圖元分析。模型圖元Revit最為基本的圖元信息就是構(gòu)成星系模型的基礎(chǔ)，并且是實(shí)體構(gòu)件對象所具有的圖形元素內(nèi)容。模型圖元本身也包括主體圖元、構(gòu)件圖元兩個方面的內(nèi)容，主體圖元指的是組成建筑物的主體構(gòu)件，而構(gòu)件圖元則是在主體圖元之外的依附性內(nèi)容。在當(dāng)前的BIM參數(shù)化模型當(dāng)中，圖元之間本身也存在著相互的關(guān)聯(lián)性。例如樓梯間的層高要進(jìn)行修改時，則樓梯的高度會隨著層高的變化發(fā)生變化[4]。換言之模型圖元并不單純地包含二維圖形，還包括構(gòu)件模型具有的實(shí)際含義，以便于對各種信息進(jìn)行更新。模型可以從不同的觀察角度對模型的平面信息、立面信息和剖面信息等進(jìn)行管控，明細(xì)表內(nèi)容中也統(tǒng)計(jì)了不同構(gòu)件內(nèi)容的屬性。總體而言視圖圖元和模型圖元都是相互關(guān)聯(lián)的，且模型進(jìn)行修改之后，視圖就會得到更新和改變，減少了手動修改可能出現(xiàn)的出錯情況。

3.結(jié)語

現(xiàn)代社會BIM技術(shù)越來越成為建筑行業(yè)的主流技術(shù)類型，且國家高度重視并發(fā)展裝配式建筑的前提之下，BIM技術(shù)將在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行明確的指導(dǎo)和應(yīng)用，讓整個施工過程變得簡單、有序，讓制作過程變得精細(xì)化和智能化。在未來的建筑產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程當(dāng)中，BIM技術(shù)將發(fā)揮更加關(guān)鍵的功能，在標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)層面的基礎(chǔ)上為整個建筑施工過程提供相應(yīng)的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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