1.1 預制裝配式建筑

  預制裝配式建筑（Prefabricated Concrete，簡稱PC）始于17世紀，在20世紀初引起行業(yè)內的關注，其建造方式如汽車制造過程，指建筑的構配件采用工業(yè)化方法生產，在施工現場進行安裝，是工業(yè)化建筑的主要方式。采用預制裝配式建造的建筑具有以下主要特點：生產效率高，建造速度快，現場濕作業(yè)少，施工受季度影響小。

  1.2 輕鋼結構

  輕鋼結構是指圍護結構自重輕，承重結構截面小，標準化、自動化、機械化快速制作安裝，采用新結構鋼材的新結構體系。輕鋼結構主要體系有：門式鋼架結構體系、多層框架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系、薄壁褶皺拱橋屋面體系、空間和張拉結構體系。

  與傳統(tǒng)磚混結構相比，輕鋼結構對環(huán)境污染少，有利于保護生態(tài)環(huán)境，因此也被譽為“生態(tài)建筑體系”。我國大面積應用輕鋼結構是從20世紀80年代初開始，30多年來國內逐漸形成了具有一定規(guī)模的輕鋼結構專業(yè)廠家。目前國內輕鋼結構多數用于工業(yè)及商業(yè)建筑，相比同類建筑體系，其建筑物重量減輕30%，使用面積可提高5%左右，且能有效提高勞動生產率，其崛起將給住宅建筑業(yè)帶來一次產業(yè)革命。

  1.3 建筑信息模型

  隨著建筑業(yè)信息技術的發(fā)展，建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）的相關研究及應用取得了突破性進展。BIM從某種意義上講源于制造業(yè)的產品全生命周期管理理論（Product Data Management，簡稱PDM）是以三維技術為基礎，信息管理為手段，建筑全生命周期為主線，將建筑產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)關聯起來并集成項目相關信息的數據模型。BIM作為一種革命性技術，能夠利用所得信息，從全壽命周期角度對項目進行分析、計算及模擬等工作，從而提高產業(yè)效率、降低成本并減少信息丟失。

  2. BIM與預制裝配式輕鋼結構的結合

  2.1 結合方式

  對于制造業(yè)的PDM，管理的基本單位為單個“零件”。傳統(tǒng)建造方式中其“零件”的概念不是很清晰，但在預制裝配式建造方式中，預制的柱、梁、板等構配件實質就是建筑物被“零件化了”，所以BIM技術在此建造方式中具有天然的應用優(yōu)勢。

  預制裝配式輕鋼結構的結構構件對工業(yè)化、標準化、模塊化程度要求較高。BIM與其結合，可以較容易實現模塊化設計及構件的零件庫。另外基于全壽命周期的信息管理可以對其生產運輸及施工過程進行合理計劃，從而實現構配件的零庫存管理。

  BIM與預制裝配式輕鋼結構的結合亮點包括：

  2.1.1實現裝配式建筑在全壽命周期中各個階段的集成，協調各個階段的關系，減少變更

  預制裝配式建筑項目傳統(tǒng)的建設模式是設計→工廠制造→現場安裝，相較于設計→現場施工模式來說，已經節(jié)約了時間，但這種模式推廣起來仍有困難，從技術和管理層面來看，一方面是因為設計、工廠制造、現場安裝三個階段相分離，設計成果可能不合理，在安裝過程才發(fā)現不能用或者不經濟，造成變更和浪費，甚至影響質量；另一方面，工廠統(tǒng)一加工的產品比較死板，缺乏多樣性，不能滿足不同客戶的需求。

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  BIM技術的引入可以有效解決以上問題，它將設計方案、制造需求、安裝需求集成在BIM模型中，在實際建造前統(tǒng)籌考慮設計、制造、安裝的各種要求，把實際制造、安裝過程中可能產生的問題提前消滅。

  2.1.2實現裝配式建筑在全壽命周期中信息的集成利用，減少信息流失，并將信息進行加工處理，指導制造、運輸和安裝

  在建模過程中，將項目主體鋼結構各個零件、部件、主材等信息輸入到模型中，并進行統(tǒng)一分類和編碼。制定項目制造、運輸、安裝計劃，輸入BIM模型，協調制造方、運輸方、安裝方的時間，實施更新變更，減少庫存。分析、總結指導項目各階段需要的信息，導出信息發(fā)送給負責人，精確指導制造、運輸、安裝過程。

  2.2 BIM的應用過程

  在整個項目全壽命周期過程中應特別注意信息的收集及實時更新，以形成動態(tài)的、準確的信息數據流。

  2.2.1設計階段

  將傳統(tǒng)的2D抽象圖紙進化到3D交互方式，對構配件進行數據及信息收集，利用BIM進行建模及計算，同時規(guī)范校核，通過三維可視化對設計圖紙進行深化設計，進而指導工廠生產加工，實現了部品件的生產工廠化。

  2.2.2生產階段

  根據設計階段已完成工作，分析相關構配件已實現的參數化及模數化程度，對其進行相應的修整，以形成標準化的零件庫。另外，利用BIM技術中的三維可視化功能對構配件進行運輸及施工模擬，制定合理的運輸及裝配計劃。

  2.2.3運輸階段

  基于前一段的工作，將BIM引入建筑產品的流通供配體系，根據已做的運輸與裝配計劃，合理計劃構配件的生產、運輸與進場裝修，實現“零庫存”。

  2.2.4裝配階段

  對項目裝配過程進行施工進度模擬，直觀展示項目的進度安排。另外，進行項目關鍵節(jié)點鏈接、部件搭接等的虛擬模擬，以形象的指導施工安裝工作的開展。

  2.2.5竣工階段

  對前序階段的信息進行集成整合，總結各個階段的計劃與實際差別的原因，分析歸納出現的問題并找出解決方法，從而形成基于產業(yè)鏈的信息數據庫，為以后工程項目的開展提供參考。

  3 結語

  BIM技術的使用已經成為建筑業(yè)不可抵擋之勢，它為整個行業(yè)帶來的高效率及高效益是有目共睹的。而作為生態(tài)建材的輕鋼結構及綠色建造方式的預制裝配式，其研究、應用前景也為行業(yè)看好。通過本文中已述方法，可實現BIM與預制裝配式輕鋼結構的創(chuàng)新結合，體現當前行業(yè)內的又一研究創(chuàng)新點，為相關各方提供了一個實用研究方法。

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