摘要
近年来，装配式建筑和产业化基地的不断涌现，实现了建筑业的工业化变革。然而，由于拆分的预制构件种类繁多，其通用性限制了装配式建筑产业化的发展，预制构件的标准化设计成了实现装配式设计、生产、施工相互协调统一的关键。目前，装配式建筑的施工工艺相较于传统现浇结构更复杂，需要更加详细具体的施工方案确保施工顺利进行。将BIM技术应用于装配式建筑施工中，通过创建BIM模型进行虚拟建造，能够提前预演施工方案，有效解决预制构件装配时的施工精度问题。然而，随着装配式建筑施工的进行，施工过程中的各种荷载、施工顺序变化等都会对结构的内力和变形产生巨大影响，导致结构受力具有强烈的时变性，间接导致了结构施工阶段工程事故的频发。对装配式建筑进行施工过程模拟，分析结构在施工期间的变形情况，对于严格控制结构在施工阶段的力学状态，提高工程项目安全具有重要意义。 本文以太原市某装配整体式剪力墙结构为具体工程实例，在装配整体式剪力墙结构的标准化设计方面，利用Revit对预制构件库的创建进行了研究，实现了该结构的参数化建模。在施工进度模拟方面，完成了BIM三维模型的搭建，同时利用Navisworks进行了预制构件吊装的4D施工进度模拟。在施工过程模拟方面，分析了一次性加载、和按施工顺序精确加载方式下结构的竖向变形。本文具体研究内容如下： （1）装配整体式剪力墙结构的标准化设计 通过对比传统设计和基于BIM技术设计的两种装配式混凝土结构设计方法，得出了后者在装配式结构设计方面的优势，并结合装配整体式剪力墙住宅的标准化和模数化设计要求，剖析了创建预制构件库的重要意义。利用Revit完成了预制外墙、预制叠合板等构件的创建，并借助参数化管理平台-族库大师实现了基于该装配整体式剪力墙结构的预制构件族库创建，提高了预制构件的重复使用率。 （2）装配整体式剪力墙结构的施工进度模拟 以该装配整体式剪力墙结构为依托，综合应用了基于BIM技术的装配式结构设计方法和预制构件库完成了BIM模型的创建。同时，利用Project软件创建了该项目的施工进度计划，为BIM三维模型赋予了施工进度数据时间模型。通过Navisworks软件进行了预制构件的施工吊装模拟，解决了预制构件安装过程精确度把控问题，也验证了预制构件库中BIM模型的精细化程度和信息集成度。 （3）装配整体式剪力墙结构的施工过程模拟 利用有限元软件ETABS施工阶段模拟功能对该装配整体式剪力墙结构进行了施工过程模拟，研究了一次性加载、按施工顺序精确加载两加载方式对施工过程中结构变形的影响。通过对比两种模型的分析结果发现，两种加载模式下的楼层竖向位移存明显差别。按施工顺序精确加载下柱和墙体的最大竖向位移值达到了一次性加载的60%左右，因此在进行装配整体式剪力墙结构分析时应对施工过程加以考虑，保证结构的变形和受力更加接近工程实际。
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