胡再猛

隨著建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術不斷進步，基于數(shù)字化應用的建設體系備受關注，將其應用在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)中，能夠有效提高工程項目的節(jié)能水平和效率，創(chuàng)建信息模型的同時，保證施工作業(yè)、運維管理等工作有序開展，促進裝配式施工項目的發(fā)展。

1 基于BIM 技術的裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)勢

BIM 技術應用在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計中具有一定的技術優(yōu)勢，能夠更好地提高整體結(jié)構(gòu)設計水平，維持綜合化管理的基本效率，在提升設計質(zhì)量、建立預判機制的同時，最大程度優(yōu)化設計內(nèi)容的容錯率，為設計人員提供方便，滿足綜合化管理的整體需求。

第一，應用BIM 技術能更好地提高工程設計優(yōu)化質(zhì)量。配合BIM 技術的數(shù)字化處理環(huán)節(jié)，能夠形成線條和空間的多維形態(tài)，從而更加直觀地完成設計環(huán)節(jié)；應用可視化處理模式，能夠優(yōu)化和管理初步設計方案，更好地建立多方互動參與的控制模式，提高結(jié)構(gòu)參數(shù)計算和信息分析的時效性[1]。

第二，應用BIM 技術能建立精準的判定機制。配合BIM 技術模擬性特征開展相應工作，使用4D 或者5D 技術能夠模擬裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的基本功能，包括節(jié)能模擬、緊急疏散模擬以及導熱模擬等，更好地設定結(jié)構(gòu)設計要素，建立精準的判定機制，從而提高工程項目的管理水平。

第三，應用BIM 技術能優(yōu)化裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計方案。借助BIM 技術的預設功能，能夠不斷優(yōu)化相應的初步設計內(nèi)容，結(jié)合設計條件、功能需求以及主客觀因素等內(nèi)容進行動態(tài)調(diào)節(jié)，更好地維持設計數(shù)據(jù)的管理水平，并強化成果的評價效果，最大程度滿足建筑工程項目的建設需求，為裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的設計質(zhì)量優(yōu)化奠定基礎[2]。

2 基于BIM 技術的裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計方案

裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計工作要明確建筑類型、構(gòu)件標準等基礎要求，并結(jié)合設計環(huán)節(jié)落實完整的標準體系，從施工的角度提高過程控制性，以便于維持整體設計水平，最大程度提高建筑結(jié)構(gòu)的應用效果。將BIM 技術應用在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工作業(yè)中，要充分發(fā)揮BIM 技術的作用，整合相應的設計環(huán)節(jié)和應用方案，維持協(xié)同控制的合理性，從而更好地優(yōu)化結(jié)構(gòu)應用質(zhì)量。

2.1 具體應用內(nèi)容

為了更好地發(fā)揮BIM 技術的優(yōu)勢，應結(jié)合裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計的基本規(guī)范，落實可控化技術處理工作，最大程度確保設計內(nèi)容滿足工程項目實際需求。從初步設計環(huán)節(jié)入手，逐步推進相關內(nèi)容，完成預制構(gòu)件生產(chǎn)、施工作業(yè)以及后期運營等一系列工作，打造全過程設計體系，維持綜合應用管理工作的基本效果，實現(xiàn)多元管理共同進步的目標。

2.1.1 初步設計

相較于傳統(tǒng)建筑工程項目，裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)對預制構(gòu)件預埋和預留工作有更高的要求。因此，在結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)中，要結(jié)合其應用需求，落實更加科學且合理的技術方案，從而確保應用質(zhì)量滿足預期。在預制和預留過程中，要想維持其質(zhì)量效果，就需要設計人員團結(jié)協(xié)作，形成良性的溝通，及時落實相關要求，從而維持相應預制結(jié)構(gòu)件的精準性和規(guī)范性。在應用BIM技術時，要結(jié)合其應用管理要求構(gòu)建標準化規(guī)劃平臺，以確保設計人員能及時溝通并匯總相關信息，建立更加高效的聯(lián)動協(xié)作模式，維持規(guī)劃設計方案的同步性和適配性[3]。

設計人員要借助BIM 技術和云計算將模型的信息直接匯總在設計平臺中，配合碰撞測試與自動糾錯模塊，分析各個設計單元和學科之間的沖突，充分了解裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)存在的問題，并結(jié)合相應的數(shù)據(jù)評估內(nèi)容落實有效的決策。另外，基于BIM 技術的聯(lián)合分析模式還能實現(xiàn)信息參數(shù)的同步共享，大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率，確保設計方案調(diào)控工作順利展開，更好地維持應用水平，為后續(xù)裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)升級提供保障[4]。

2.1.2 預制構(gòu)件生產(chǎn)

裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)中要完成階段性預制構(gòu)件的生產(chǎn)工作，而其生產(chǎn)質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的應用效能。因此，相關部門要給予充分重視，全面發(fā)揮BIM技術的作用，構(gòu)建更加科學的管理模式，維持良好的生產(chǎn)水平。

首先，預制構(gòu)件生產(chǎn)流程要涵蓋建造環(huán)節(jié)和設計環(huán)節(jié)，確保相應的設計模式和設計規(guī)范都能落實到位，更好地提高構(gòu)件生產(chǎn)信息的合理性和規(guī)范性。在實際應用過程中，建筑工程項目制造商要借助BIM 模型完成詳細尺寸信息的匯總，結(jié)合相應信息完成制造規(guī)劃工作，并按照規(guī)劃內(nèi)容落實制作流程。需要注意的是，制造過程的狀態(tài)信息也會同步到施工單位，通過配合射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）芯 片就能完成設計處理，及時進行存儲尺寸、材料類型以及安裝位置信息的管理工作，保證了施工控制的科學性和便捷性。

其次，BIM 技術還能有效維持測試過程和生產(chǎn)過程的優(yōu)化水平，在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃設計結(jié)束之后，規(guī)劃部門需要與制造廠商進行BIM 模型預制構(gòu)件的信息共享，便于迅速開展生產(chǎn)活動，不僅能提高工程項目的實際效率，還能減少資源損耗和成本浪費。例如，在信息處理環(huán)節(jié)，要借助條形碼進行標注，從而確保數(shù)據(jù)信息和零部件成品系統(tǒng)的對接結(jié)果滿足要求，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。

最后，BIM 技術還支持對預制構(gòu)件的實時性跟蹤。配合使用RFID 技術，對相關預制構(gòu)件二維碼進行匯總，就能及時了解相應構(gòu)件的應用狀態(tài)，有效建立統(tǒng)一化管理的控制模式。同時，工作人員能展開階段性的檢查和工序校對，最大程度保證工作內(nèi)容的規(guī)范性。

2.1.3 施工作業(yè)

對于裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)而言，BIM 技術的應用能大幅提升工作效率。要根據(jù)全過程應用原則，確保監(jiān)管各個環(huán)節(jié)，維持各環(huán)節(jié)應用效能的同時，保證結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量滿足預期。

第一，庫存管理。借助BIM 技術和RFID 技術能夠有效落實預制件的檢驗分析工作，及時進行電子化評估和自動檢驗處理，有效開展質(zhì)量校對管理工作，避免不合格的預制構(gòu)件對裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工作業(yè)產(chǎn)生影響，從而維持整體施工管控工作的規(guī)范性。同時，工作人員能隨時查詢預制構(gòu)件的參數(shù)信息，并選取最優(yōu)的安裝處理模式，維持整體施工管控工作的質(zhì)量水平[5]。

第二，現(xiàn)場管理。主要借助BIM 技術進行仿真裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)，利用相應的功能進一步掌握部件裝配過程的技術要求，并結(jié)合實際設計方案和施工規(guī)范監(jiān)管關鍵部位的裝配過程，借助定向訓練的方式提高工作人員的實際操作水平，最大程度優(yōu)化裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

第三，道路規(guī)劃。BIM 技術還支持工地智能規(guī)劃道路作業(yè)，優(yōu)化運輸效能。由于裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工作業(yè)中要完成大量的預制件運輸工作，因此需要結(jié)合參數(shù)設計分析內(nèi)容更好地規(guī)劃運輸路徑，減少資源損耗的同時提高工作效率。

第四，施工工藝。BIM 技術實現(xiàn)了3D 模型向5D 模型的轉(zhuǎn)型升級，建筑單位可結(jié)合模型優(yōu)化施工流程和工藝內(nèi)容，建構(gòu)完善的施工管理模式，高效完成資源消耗建模工作，并制定動態(tài)的施工管理規(guī)范體系。在全面掌控施工內(nèi)容的同時，確保裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工的綜合效益滿足預期。

2.1.4 后期運營

第一，BIM 技術能夠?qū)崿F(xiàn)綜合化設備管理。配合BIM 綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及應急管理功能，可以對現(xiàn)場的異常情況做出預警，及時落實相應的管控措施，確保設備維護管理工作滿足要求。例如，BIM 模型中能實時檢索組件設備信息，并及時關聯(lián)相應組件的制造商，一旦出現(xiàn)組件應用異常，就能及時聯(lián)系廠家進行維護或者更換[6]。

第二，BIM 技術支持信息化監(jiān)管和運維控制。配合RFID 技術不僅能實現(xiàn)成品保護處理，還能及時檢索相應組件的位置，更好地開展精細化數(shù)據(jù)對比和運維管理，確保裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量符合要求。另外，RFID 技術還支持生產(chǎn)商信息、運輸信息以及安裝人員信息等基礎內(nèi)容的查詢，一旦出現(xiàn)問題，利用責任落實到個人的機制就能優(yōu)化管控。

2.2 案例分析

本文以SY 南科大廈項目為例，工程項目共有24 層，地下1 層，地上23 層。其中，地下1 層到地上3 層為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，地上3 ～23 層為預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，建筑工程項目主要為辦公大樓。由于工程項目構(gòu)件類型復雜，因此施工部門決定使用BIM 技術完成項目處理工作。

第一，完成BIM 建模。應用Revit和Tekla 軟件開展相關工作，前者進行結(jié)構(gòu)建模，后者則主要應用在裝配式結(jié)構(gòu)深化設計方面[7]。

第二，碰撞檢測。由于本工程項目較為復雜，施工部門借助BIM 技術進行系統(tǒng)化的碰撞測試分析，充分提升了設計內(nèi)容和施工內(nèi)容的精細化水平，減少了施工中構(gòu)件對接不到位或節(jié)點碰撞造成的影響。根據(jù)碰撞結(jié)果能夠落實更加可控且完整的追溯過程，確保設計內(nèi)容和設計效果最大程度滿足工程項目的實際需求，為提高工程項目綜合質(zhì)量提供支持。

綜上所述，結(jié)合BIM 技術完成施工項目作業(yè)，在提升作業(yè)水平的同時，節(jié)省了施工項目資源，為一系列設計效果的優(yōu)化創(chuàng)設了良好的技術支持，滿足裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工規(guī)范，整體效果較好[8]。

3 基于BIM 技術的裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議

在應用BIM 技術的過程中，要充分關注技術要點，結(jié)合裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工方案開展綜合優(yōu)化處理工作，提高協(xié)同管理的實效性，從而充分滿足建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量需求，提高建筑的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

3.1 強化優(yōu)勢互補

在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計管理環(huán)節(jié)中，要充分發(fā)揮BIM 技術的作用，有效實現(xiàn)信息集成化管理，不僅要明確應用范圍，還要全面評估項目管理工作，在設計和規(guī)劃操作并行的基礎上，發(fā)揮BIM 技術優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計和完善溝通處理等方面的作用，更好地實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計流程和BIM 技術處理流程的優(yōu)勢互補。同時，要建立實時性綜合管理控制模式，保證規(guī)劃設計工作能夠滿足整體性要求，將裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計方案作為整體，配合BIM 技術進行各個部門的協(xié)同管理，從而及時匯總反饋信息和溝通內(nèi)容，提高數(shù)據(jù)共享的實效性價值，優(yōu)化設計水平。

3.2 基于問題導向

雖然BIM 技術具有非常突出的應用優(yōu)勢，但是在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工管理工作中，還要充分關注技術的配合模式，建立基于問題導向的作業(yè)機制，保證規(guī)劃和設計工作都能更加有序。一方面，要對關鍵作業(yè)環(huán)節(jié)進行質(zhì)量管理，將質(zhì)量控制作為基礎問題，配合BIM 技術進行實時性質(zhì)量分析和數(shù)據(jù)匯總，針對可能存在的問題給出預警。例如，鋼筋搭接出現(xiàn)問題，BIM 技術的可視化功能可以有效完成節(jié)點質(zhì)量評估，從而輔助操作人員及時進行調(diào)整[9]。另一方面，應用BIM 技術就是要打造靈活的裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)作業(yè)環(huán)境，結(jié)合現(xiàn)場的實際需求、特點以及作業(yè)規(guī)律等多元因素，發(fā)揮BIM 技術的優(yōu)勢，有效糾正施工中存在的問題，從而深化設計方案，為關鍵節(jié)點施工作業(yè)安全合理推進提供保障。

3.3 優(yōu)化人員素質(zhì)

為了更好地推廣BIM 技術，要積極組織施工作業(yè)人員、設計人員以及項目管理人員等進行相關技術培訓。多數(shù)設計人員已經(jīng)對BIM 技術設計環(huán)節(jié)較為熟悉，而部分現(xiàn)場施工人員，由于受到教育程度、工作經(jīng)驗等多方面因素的影響，對BIM 技術內(nèi)容的了解程度還不足。這就需要施工部門在開展裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)作業(yè)時，著重完成施工規(guī)范指導，確保作業(yè)人員能夠嚴格按照BIM 技術規(guī)范要求落實作業(yè)內(nèi)容[10]。

4 結(jié)語

在裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工作業(yè)中，應用BIM 技術具有重要的實踐意義，能在提升作業(yè)質(zhì)量水平的同時構(gòu)建更加科學的作業(yè)模式，優(yōu)化整體效率。將BIM技術應用在預制構(gòu)件生產(chǎn)、設計、后期運維以及施工作業(yè)中，構(gòu)建可控化、全過程施工作業(yè)管理體系，能夠滿足節(jié)能環(huán)保的工程項目要求，為裝配式混凝土建筑可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅實的基礎。