本工程为地上主体5层，建筑面积约6000m²，建筑高度22.8m，采用全装配式混凝土框架结构。预制构件包括预制柱、叠合梁、全预制楼板、预制叠合板、预制阳台、预制楼梯、预制外墙板、预制女儿墙、预制卫生间沉箱等。根据国标《装配式建筑评价标准》（GB/T51129-2017）计算，本项目装配率达94%，已获设计阶段AAA级装配式建筑认定。

施工图设计优化

（1）BIM建模。项目从一开始即考虑预制构件的拆分进行包括预制柱、预制梁、全预制楼板等的结构建模。建筑建模针对内隔墙条板、门、窗、幕墙等建筑构件进行创建。机电建模涉及电气、给排水、暖通、智能化等方面，在建模阶段为不同的系统、管道材质、系统缩写、布管配置设置不同的颜色。

（2）土建、机电优化。传统土建、机电二维设计中的问题一般在施工过程中才会显现，结果造成施工材料的浪费，增加施工成本，影响施工进度。项目利用Revit分别对土建、机电各专业的模型进行内部检查优化，形成各专业的设计优化报告，并对各专业模型进行同步调整。

（3）管线综合。项目通过链接的方式，将土建模型链接到机电模型中作为参照，对模型进行各专业包括建筑、结构与电气、暖通、给排水之间及机电管线间的碰撞检查，方便后期各专业的施工，缩短了工期（见图1）。

图 1 　 管线综合图

构件深化设计

（1）预制构件拆分优化。项目强化构件的功能及性能指标，遵循规格少、组合数目多的原则，综合考虑受力、生产、吊装、施工等各方面因素合理化，实现合理化拆分。如图1所示，本项目利用Revit，在满足整体布局不变的情况下，分析探讨构件的加工、吊装和运输能力，按建筑模数把预制外墙板拆分为宽度仅两种规格（1200mm和2400mm）、高度均统一为3500mm的预制外墙板，全预制楼板按照大板进行拆分，降低开模成本。项目预制构件的拆分如图2所示，通过模型预制构件的调整确定最终的预制实施方案，在时间、成本和施工便利性之间实现最优。

图 2　 预制构件拆分图

（2）基于生产和施工的一体化深化设计。项目运用Tekla对构件进行深化设计，包含构件的外轮廓（企口、键槽等）及节点连接方式、钢筋规格与排布、混凝土强度等级、构件重量等基本信息，同时根据生产、运输、施工各阶段工艺技术要求，考虑包括拆模、吊装、运输时临时固定、预制构件与现浇区域模板拉结等辅助功能的预留预埋。

（3）构件出筋及连接节点的标准化。项目利用Tekla从全局入手，深化调整各构件的钢筋

位置、间距及锚固长度，达到梁柱钢筋、梁钢筋、梁板钢筋不发生碰撞，既满足设计要求，又可同时共模，达到方便生产的目的（见图3）。针对梁柱节点，按照主梁底筋最大直径C25进行模拟标准化，三根主梁和四根主梁交汇处的节点都可采用标准节点，同时最大限度减少模具的种类，节约了生产成本。

图 3　 梁柱节点标准化出筋图

（4）构件水电预留预埋设计及防雷设计。项目对于构件涉及机电给排水专业的预留预埋进行一体化设计。同时在防直击雷措施方面利用预制柱内钢筋作为防雷引下线，上下层预制柱之间钢筋通过柱脚预埋两根镀锌扁铁PL4x40，与现浇预埋扁钢焊接形成连续的电气通路，从屋顶一直往下传导，直到基础。

生产辅助

生产辅助包括预制构件图纸和模型输出以及材料清单输出。首先，Tekla具备搭建构件模型、碰撞检查、钢筋避让、出具构件清单等功能，可以将结构设计、构件深化、工厂加工、现场安装等环节完全体现在模型中，生成的二维图纸尺寸供生产模具制作和构件加工时使用；其次，Tekla根据需要设定，可自动生成从模型中导出构件的准确材料清单用于生产，混凝土材料清单用于指导混凝土构件浇筑时的混凝土拌制；钢筋表能准确统计钢筋规格、长度和数量，辅助件清单能清晰地表示埋件型号与数量，指导材料的准备。

施工辅助

（1）吊装模拟。项目基本采用全预制装配体系，吊装工艺流程十分复杂，借助BIM技术可以对构件的吊装进行模拟，使施工流程得以优化。

图 4　 预制外墙支撑图

（2）支撑布置验证。项目第二至五层采用全预制楼板，加上第一层的地面现浇，在前期需要对于竖向构件预制柱和预制外墙的临时支撑所需的预留预埋进行充分考虑，尽量减少在现场的预制构件上再钻凿（见图4）。

图 5　 虚拟仿真漫游

（3）虚拟仿真及漫游。如图5所示，项目漫游的画面感很强，可以在漫游时和Revit进行实时交互操作，通过漫游发现问题，直接将问题反馈到Revit模型中进行修改，同时对于宣传和展示也具有直观清晰、可视化等优势。

本文作者：陈麒羽 黄莉萍 谷昊 张尔出（佛山建装建筑科技有限公司＆佛山建投城市建设有限公司）

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