本发明涉及建筑结构工程的优化方法，尤其涉及一种基于bim技术的装配式预制混凝土结构工程优化方法。
背景技术：
装配式建筑在施工过程中能够有效减少建筑污水、粉尘、有害气体的排放和建筑噪音的污染，降低建筑施工对周边环境的影响，在提升建筑工程施工精细化的同时，促进了建筑行业的健康可持续发展。并且根据我国的城市规划建设管理，明确提出在十年左右的时间要使装配式建筑的比例达到30%，因此建筑的装配式结构体系是未来建筑业的大势所趋。
但就目前来讲，由于建筑工程设计人员一般通过二维的手段进行装配式预制构件设计，同时多数工程项目的设计方、构件生产方、施工方隶属于不同单位，因此工程设计人员往往难以周全考虑预制构件的生产及现场吊装问题，往往导致预制构件后续现场吊装过程中出现相邻预制构件碰撞、预制构件与现浇构件碰撞、预制构件与临时措施碰撞等问题，导致施工现场需采用先损坏预制构件解决碰撞问题再进行修复的被动应对情况，不但造成了材料的严重浪费，也极大影响了建筑质量，降低了建筑施工效率，提高建筑施工成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于bim技术的装配式预制混凝土结构工程优化方法，本方法基于bim技术，在预制混凝土构件设计的过程中，提前考虑预制构件生产可能存在的精度偏差，通过排查预制构件在吊装过程中可能存在的问题并针对性地进行预制构件的优化设计，形成一套完善的预制构件吊装流程，确保后续现场实际施工的顺利进行。
为解决上述技术问题，本发明基于bim技术的装配式预制混凝土结构工程优化方法包括如下步骤：
步骤一、根据预制构件设计图纸及工程各专业设计图纸确定工程项目的预制构件形式，采用bim技术建立预制构件及现浇结构的三维模型，形成符合当前工程的专属预制构件族库；
步骤二、对预制构件和现浇结构的三维模型进行三维动态分析，根据预制构件的拆分设计原则和关键节点对预制构件结构进行优化，并形成相应的预制构件结构优化调整报告，实施预制构件结构的调整；
步骤三、根据预制构件结构的调整，整合预制构件和现浇结构的三维模型并进行预制构件与现浇结构的碰撞检测，如有碰撞问题则进行整改排除；
步骤四、根据工程施工方案创建初步措施模型，初步措施模型整合至预制构件和现浇结构的三维模型并进行预制构件吊装的仿真模拟分析，检查预制构件在吊装过程中存在的碰撞问题并加以规避处理；
步骤五、所有调整工作完成后，基于初步措施模型、预制构件三维模型和现浇结构三维模型输出预制构件详图、暗柱钢筋定位图、措施构件布置图、预制构件工程量清单以及吊装模拟视频；
步骤六、根据工程在预制构件吊装阶段的场地布置方案结合预制构件吊装模拟视频进行三维场地布置并输出场地布置图。
进一步，所述预制构件及现浇结构的三维模型采用bim建模工具建立，所述预制构件族库中的各类预制构件包括材质、尺寸、定位信息。
进一步，所述预制构件的拆分设计原则包括预制构件是否受力合理、是否满足运输要求、配筋是否达到构造要求，所述关键节点包括预制构件内部钢筋与混凝土对应关系、斜撑与预埋件对应关系、预埋套筒与混凝土对应关系、接线盒与构件内部钢筋对应关系。
进一步，所述预制构件与现浇结构的碰撞检测采用navisworks软件工具对预制构件和现浇结构的三维模型进行整合，针对相邻预制构件的斜撑、外伸钢筋、预埋件，以及与预制构件相邻的暗柱钢筋部位进行针对性的碰撞检查。
进一步，所述预制构件吊装的仿真模拟分析采用synchro4d软件工具进行，同时预制构件在吊装过程中出现的碰撞问题通过将预制构件碰撞处封闭箍筋修改为开口箍筋解决，并使有封闭箍筋的预制构件吊装顺序在无封闭箍筋的预制构件之前，调整碰撞处暗柱钢筋定位，使其不与预制构件外伸钢筋碰撞。
进一步，所述预制构件详图、暗柱钢筋定位图、措施构件布置图、预制构件工程量清单采用bim建模工具导出，所述吊装模拟视频采用synchro4d软件工具导出。
进一步，所述场地布置图包括预制构件运输道路的车辆转弯半径、预制构件运输车辆出入口施工大门宽度、预制构件堆场位置、起吊预制构件的塔吊布置位置。
由于本发明基于bim技术的装配式预制混凝土结构工程优化方法采用了上述技术方案，即本方法建立预制构件及现浇结构的三维模型；根据预制构件拆分设计原则和关键节点分析优化预制构件；整合模型进行碰撞检测并对预制构件进行优化设计；创建初步措施模型并进行预制构件的吊装仿真模拟分析；基于模型输出工程各类图纸、工程量清单及模拟视频；进行工程三维场地布置与分析并输出场地布置图。本方法基于bim技术，在预制混凝土构件设计的过程中，提前考虑预制构件生产可能存在的精度偏差，通过排查预制构件在吊装过程中可能存在的问题并针对性地进行预制构件的优化设计，形成一套完善的预制构件吊装流程，确保后续现场实际施工的顺利进行。
具体实施方式
本发明基于bim技术的装配式预制混凝土结构工程优化方法包括如下步骤：
步骤一、根据预制构件设计图纸及工程各专业设计图纸确定工程项目的预制构件形式，采用bim技术建立预制构件及现浇结构的三维模型，形成符合当前工程的专属预制构件族库；
步骤二、对预制构件和现浇结构的三维模型进行三维动态分析，根据预制构件的拆分设计原则和关键节点对预制构件结构进行优化，并形成相应的预制构件结构优化调整报告，实施预制构件结构的调整；
步骤三、根据预制构件结构的调整，整合预制构件和现浇结构的三维模型并进行预制构件与现浇结构的碰撞检测，如有碰撞问题则进行整改排除；
步骤四、根据工程施工方案创建初步措施模型，初步措施模型整合至预制构件和现浇结构的三维模型并进行预制构件吊装的仿真模拟分析，检查预制构件在吊装过程中存在的碰撞问题并加以规避处理；
步骤五、所有调整工作完成后，基于初步措施模型、预制构件三维模型和现浇结构三维模型输出预制构件详图、暗柱钢筋定位图、措施构件布置图、预制构件工程量清单以及吊装模拟视频；
步骤六、根据工程在预制构件吊装阶段的场地布置方案结合预制构件吊装模拟视频进行三维场地布置并输出场地布置图。
优选的，所述预制构件及现浇结构的三维模型采用bim建模工具建立，所述预制构件族库中的各类预制构件包括材质、尺寸、定位信息。其中，bim建模工具可采用revit软件工具，利用revit软件工具自有的异形构件创建功能以及参数化功能建立预制构件三维模型，其中预制构件混凝土内部带肋钢筋用等直径等级别的光圆钢筋代替，预埋套筒采用内建模型的形式完成，预埋接线盒及线管采用软件工具自带的mep功能完成，利用revit软件工具对包含但不限于混凝土暗柱、楼板、梁及所对应的钢筋及构造筋等现浇结构进行三维模型创建，各构件包含材质、型号、尺寸及精确的定位信息，并形成符合当前工程的专属预制构件族库。
优选的，所述预制构件的拆分设计原则包括预制构件是否受力合理、是否满足运输要求、配筋是否达到构造要求，所述关键节点包括预制构件内部钢筋与混凝土对应关系、斜撑与预埋件对应关系、预埋套筒与混凝土对应关系、接线盒与构件内部钢筋对应关系。
优选的，所述预制构件与现浇结构的碰撞检测采用navisworks软件工具对预制构件和现浇结构的三维模型进行整合，针对相邻预制构件的斜撑、外伸钢筋、预埋件，以及与预制构件相邻的暗柱钢筋部位进行针对性的碰撞检查。
优选的，所述预制构件吊装的仿真模拟分析采用synchro4d软件工具进行，同时预制构件在吊装过程中出现的碰撞问题通过将预制构件碰撞处封闭箍筋修改为开口箍筋解决，并使有封闭箍筋的预制构件吊装顺序在无封闭箍筋的预制构件之前，调整碰撞处暗柱钢筋定位，使其不与预制构件外伸钢筋碰撞。
优选的，所述预制构件详图、暗柱钢筋定位图、措施构件布置图、预制构件工程量清单采用bim建模工具导出，所述吊装模拟视频采用synchro4d软件工具导出。其中，图纸需包含预制构件和措施构件的尺寸、定位、钢筋型号等信息，工程量清单包含预制构件混凝土体积、钢筋重量、预埋件数量等信息。
优选的，所述场地布置图包括预制构件运输道路的车辆转弯半径、预制构件运输车辆出入口施工大门宽度、预制构件堆场位置、起吊预制构件的塔吊布置位置。
本方法通过运用bim技术解决整体装配式预制混凝土结构工程存在的设计过程难以考虑预制构件碰撞及吊装影响因素，造成工程施工可实施性差的问题。在预制构件的设计阶段利用三维信息化的手段整合工程施工过程中的多专业元素并进行模拟、分析预演，有效防止预制构件在吊装过程中存在的碰撞问题，极大地提高了整体装配式预制混凝土结构工程的现场施工质量，避免工程施工材料的浪费，提高建筑施工效率，降低建筑施工成本。