BIM在全预制装配式住宅中的应用

　一、工程概况——南京上坊北侧经济适用房项目6-05栋

　　南京上坊北侧地块经济适用房项目6-05栋为全预制装配整体式钢筋混凝土框架加钢支撑结构体系，地下一层，地上45层，建筑面积10380平方米，建筑高度45米，是我国首栋高层全预制建筑。

　　预制装配化构件的范围包括：

　　结构主体竖向构件采用预制混凝土框架柱；梁采用预制混凝土叠合梁；

　　楼板采用预制预应力混凝土叠合板；

　　抗侧向构件采用框架结构加钢支撑体系；标准层楼梯采用预制混凝土梯板，阳台采用预制混凝土叠合阳台板，阳台隔板采用预制K板；

　　内外填充墙采用蒸压轻质加气混凝土板材（NALC板）；

　　整体式卫生间及其专用下沉式预制楼板。

　　二、项目挑战和解决方案

　　作为首栋高层全预制建筑，该项目的挑战包括：设计、生产、施工工期紧、质量要求高。采用预制装配式技术，要在短时间内高质量地完成从设计到施工的全部工作，建筑信息的传递及协调工作尤为重要。

　　主要挑战有三方面：

　　第一，深化设计阶段，预制构件相互间的碰撞检查细度要精确到钢筋级别，在短时间内采用传统的人员凭借经验，观察二维图纸识别已不可能完成。

　　第二，构件生产阶段，生产厂家对万余预制构件的图纸消化及计划、生产、供货也是一个挑战。

　　第三，施工阶段的快速准确的构件定位，高质量的安装需要新的技术支持。

　　基于以上项目挑战，第二工程局有限公司组建了BIM仿真研究中心，通过BIM技术，实现了信息化的项目管理。

　　三、各阶段BIM应用概况

　　1、设计阶段的BIM应用概况

　　该工程BIM建模主要采用Autodesk Revit系列三维建模软件平台，由不同的设计人员为该项目创建建筑、结构、给排水三维信息化模型，建模过程在Autodesk协同环境中完成，准确且高效。

　　在2D环境下，每一张图纸都是一个单独的“迷你项目”，先从平面开始绘制，然后画立面、剖面，再按照项目进展更改所有的图纸。永无休止地修改、再修改成为建筑师繁重冗长工作的一个重要原因，占用了大量宝贵的时间和精力。而BIM技术改变了这种工作方式。在虚拟建筑中做设计，设计过程的核心是模型而不是图纸，所有的图纸都直接从模型中生成，图纸成为设计的副产品。

每一个视图都是同一个数据库中的数据从不同角度的表现。利用虚拟建筑模型，建筑师可以根据自己的需要在任何时候生成任意视图。平面图、立面图、剖面图、3D视图甚至大样图，以及材料统计、面积计算、造价计算等等都从建筑模型中自动生成。

　　施工图（立剖面）

　　单位标准户型

　　三维可视化

　　碰撞检查

　　深化设计人员通过TeklaStructures自带碰撞校核管理器来检查钢筋，打开后选定所需校核的构件或模型，直接点击校核即可。碰撞检查完成后，管理器对话框会将所有碰撞的位置全部列出来，包括碰撞对象的名称、碰撞的类型、构件及对象的ID等。当选取列表中的某个碰撞位置时，碰撞实体在模型中会高亮显示出来，以便检查修改，如下图所示。

　　全预制装配结构梁板柱钢筋连接BIM技术

2、构件生产阶段的BIM应用概况

　　BIM能够支持建筑从设计到制造的信息传递，将设计阶段产生的BIM模型供生产阶段提取和更新。BIM在构件生产阶段的显著优势在于信息传递的准确性与时效性强，这使得构件生产的精益生产技术有可能得以真正实现。

　　以精益建造的理论体系作指导，借助BIM的信息化平台，充分发挥BIM强大的技术功能支持与数据信息集中化存储的优势，保证项目全生命周期准确、及时、有效的信息流，才能实现精益生产的目标。

　　预制结构与构建：

　　预制装配式卫生间：

　　3、施工阶段的BIM应用概况

　　3.1构件施工吊装阶段的BIM应用概况

　　在设计3D-BIM模型数据库的基础上，通过将施工进度数据与模型对象相关联，产生具有时间属性的4D模型。借助Autodesk Navisworks的API，采用BIM先进质量技术方法和管理经验，可以降低信息传递过程中的衰减，提高施工质量，加强施工过程中的安全管理。利用手持平板电脑，开发施工管理系统，可指导施工人员吊装定位，实现构件参数属性查询，施工质量指标提示等，做到施工质量记录可追溯。

　　模拟施工：

　　3.2水电阶段的BIM应用概况

　　本工程机电BIM工作的重点及难点一览表


管件综合-标准层：

　　管件综合-标准层：

　　管件综合-地下室：

　　四、综合效果

　　BIM技术应用该项目设计到施工的各个阶段，对整个项目进行了综合图审，指导完成了我国首栋高层全预制装配结构的施工，全预制装配结构节点连接三维可视化，有效的提高设计、生产及施工效率，避免部分复杂节点由于未有模型而产生的的错误和返工，提高了全预制装配建筑施工质量。