任潇
山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030032
摘要：近年来，社会经济发展水平越来越高，城市化建设进程也不断加快，建筑行业获得极大发展。装配式建筑作为一种先进的建设模式，不仅能够提高设计施工的效率，还能够促进建设资源得到合理分配。为了进一步提高装配式建筑的施工质量，必须对BIM技术给予有效应用，从而满足当前社会对建筑行业绿色、节能、环保的建设要求，同时实现装配式建筑的精细化管理目标，促进建筑行业获得健康长远发展。就此，本文对基于BIM技术的装配式建筑虚拟施工展开探讨。
关键词：BIM技术；装配式建筑；虚拟施工
1BIM技术概述
BIM技术（Building Information Modeling），即建筑信息模型，能够全面整合建筑工程中各个阶段的信息，并且对这些信息进行综合利用，从而提高建筑设计、施工、管理等各环节的效率和质量。在现实应用中，BIM技术主要表现出以下几个特点。1）可视化。BIM技术能够以三维立体模型的形式直观展装配式建筑的组合效果，从而使建筑方案得到实践演练，有效改善平面图纸在立体构图方面的缺陷，从而使建筑设计质量得到极大提升。另外，BIM技术能够加强设计人员与建设施工团队之间的互动交流，从而是设计方案得到及时更新。2）协同化。BIM技术能够全面整合建筑信息，从而使设计、施工和管理等各个环节的工作得到协调，帮助工作人员及时发现建设中存在的问题，并且给予有效解决。例如在仿真模型中，隐蔽工程的建设效果可以得到预先演示，因此规划建设中存在的问题也能得到合理解决，从而避免对后续工程造成影响。3）模拟性。BIM技术能够以仿真模型的方式展示建筑效果，并且对建筑工程的安全稳定性给予测试，以此保障设计方案和施工方案的合理性。在这种情况下，工作人员能够及时发现方案中隐藏的风险，从而对方案给予针对性的调整。例如在现实施工中，工作人员可以调整模型参数，对不同的日照模式、热传导效果等进行测试，从而使建设方案得到优化。4）优化性。BIM技术不仅能够使建筑项目的方案得到优化，还能够对特殊项目给予优化。就项目方案优化来看，BIM技术能够帮助建设企业分析该项目的投资回报率，并且从保障建设质量、控制建设成本的角度出发，制定不同的设计和施工方案，为业主提供多元化的选择；就特殊项目优化来看，BIM技术能够帮助施工单位明确施工难点，并且对各个细节给予有效处理，从而提高装配式建筑的质量。5）输出性。BIM可以全面、高效地输出信息，不仅可以按传统二维输出方式自动出图，还可以通过图片、视频直观地模拟构件的空间形态及组合连接过程。
2基于BIM技术的装配式建筑虚拟施工
2.1施工场地布置规划
为减少后期施工中设施的拆卸，需要对现场临时设施进行合理规划，选定合适的施工机械。在工程项目施工中，可利用Revit软件对项目中的场地、建筑物、塔吊、二次砌体等进行模拟，便于施工人员熟悉施工环境，同时，利用Navisworks manage软件对脚手架、砌体以及临时搭建设施进行强度、稳定性计算。
2.2施工进度的管理
利用BIM技术将拟建项目进度计划与建立的BIM模型结构相关联，使模型按照预先制定的进度条进行虚拟建设。一旦虚拟建设中存在问题，可随时修正项目进度计划来改善施工进程。BIM施工进度条可通过三维动画方式直观展现建设全过程，发现进度中的不合理项及时纠正，从而在不浪费材料的基础上对施工进度和施工方案优化。当多个施工计划同时进行时，可根据每一个施工进度计划模拟，从而获得最合理的施工进度计划表，某施工工程的施工进度图如图1所示。图1给出了项目施工实际进度条和模拟进度条的对比。当实际进度超前于计划进度后，模型条以绿色显示；反之，模型进度条则以红色显示，并且在进度追踪方面还可融合模型阶段费用管理，形成施工增值曲线，实现对项目进度和成本的实时控制。
图1基于BIM的施工进度管理
2.3吊装技术分解及施工
在进行现场预制墙板的吊装施工中，由于构件吊装顺序以及操作人员质量意识等原因可能导致预留插进位置偏差大、墙板吊装轴线偏差等问题。采用Revit软件对预制墙板吊装顺序进行模拟，采用Animator功能创建场景，并以选中集合单元作为创作动画集。以构件起点位置作为吊装构件的关键帧执行构件起吊，同时，捕捉吊装构件关键位置的关键帧，构成一个整体的吊装线路后，根据施工工艺要求，将吊装预制板吊装到距板1m位置处后缓慢下降，需注意外墙板下放孔与连接钢筋对齐后，将预制板外墙缓慢下放到固定位置处。此时，创建斜支撑与L型连接片动画集，选定板就位时间点作为支撑的起始点作为动画起始点，重复进行下一块外墙的吊装作业，直到所有预制板外墙全部完成吊装作业。在施工现场，由于场地限制使得构件堆放较为紧密，在吊装中由于叠合板中位置发生中心偏移，导致对准控制线无法对准。当完成第一块叠合板吊装后，由于不合理的吊装线路安排，容易造成叠合板碰撞问题。采用BIM技术模拟叠合板的吊装施工，在Revit中利用集合管理命令创建预制叠合板及附属工具的集合。采用Annimator创建集合的动画集，并根据构件起点位置和关键点位置捕捉关键帧，形成吊装线路。根据吊装方案，在板下装设三脚架及垫块。按照施工工艺在距吊装位置1.5m处调整板位置，然后缓慢下落，精调叠合板位置，直到吊装叠合板位置完全嵌合。
2.4吊装构件碰撞检测
为保证构件在吊装过程不发生结构碰撞，对装配式建筑进行碰撞检测。本文中，根据楼层不同，将各楼层的预制梁、墙板构件划分为同一集合。碰撞检测过程中，先对集合内构件进行检测，然后扩展到集合外构件检测，并选定施工重点进行顺次检测。根据施工步骤存在的碰撞点决定是否继续细化分析。对于各碰撞点，根据碰撞类型划分为两类，其中属于构件正常搭接或触碰类型的碰撞形式称为无效碰撞，无需修正。可通过调整孔洞大小或偏移量来修正碰撞冲突的，称为有效碰撞。下面选定预制构件与梁内贯通筋构件的碰撞以及梁内贯通筋与箍筋碰撞进行分析。如图2为预制构件与梁内贯通筋构件的碰撞检测示意图。可以看出，图中接触位置预制构件和钢筋结构存在明显的碰撞，因此需要对碰撞钢筋部分进行修正，将钢筋结构在原始位置的基础上向上正向偏移5mm，然后再次进行碰撞冲突检测后，钢筋和预制构件碰撞消失，表明该方案可行，能保证钢筋的顺利穿越预制构件。
图2钢筋与预制构件碰撞
图3为梁内贯通筋与箍筋的三维碰撞检测图。可以看出，该部位钢筋结果存在明显的碰撞，通过旋转可视化模型角度，此类碰撞属于钢筋结构的正常搭接，因此可不予修理。因此，采用Revit进行装配结构件的碰撞检测，先将对象进行集合分类，在对碰撞类型进行集中检测后，对重点碰撞部位细致分析，能够较好的避免现场施工由于碰撞而对构件造成的结构影
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响，并提高施工效率。 
图3钢筋间的碰撞
结语
本文用虚拟施工技术来实现对装配式建筑的施工工艺的分析研究，采用BIM技术对装配式建筑场地布置、构件吊装、碰撞检测等关键技术进行了虚拟施工模拟，通过BIM施工进度条对比来反应施工现场全过程建设状态，采用Animator功能创建场景，以构件关键帧来确定吊装路线，执行构件的虚拟吊装作业，同时根据装配建筑类型和构件形式进行集合划分，有模拟施工步骤存在的碰撞点来决定是否继续细化分析，从而实现不同装配式构件的碰撞检测。本文研究为装配式建筑虚拟施工提供了一定技术支持和实际参考依据，对施工现场具有指导意义。
参考文献
[1]陈丽，徐斌.BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2018（12）：38-40.
[2]程素丽.BIM技术在装配式建筑结构施工中的应用研究[J].江西建材，2018（13）：59+61.
[3]张冬阳.装配式建筑工程施工过程中BIM技术应用实践[J].住宅与房地产，2018（33）：171.
论文作者:任潇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/5
标签：构件论文; 建筑论文; 技术论文; 叠合论文; 位置论文; 钢筋论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;