基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

許 星

建華建材（河北）有限公司，河北邢臺 054100

注重基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化分析，有利于增強(qiáng)裝配式系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用效果，完善服務(wù)功能的同時(shí)確保應(yīng)用工況良好性。因此，需要在實(shí)踐中通過對BIM技術(shù)的科學(xué)使用，積極開展裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，并給予優(yōu)化處理必要關(guān)注，促使該系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用水平得以不斷提升。同時(shí)，應(yīng)對BIM技術(shù)支持下的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果及優(yōu)化后的應(yīng)用效果進(jìn)行科學(xué)評估，使該系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用中可發(fā)揮出應(yīng)有的作用，并滿足現(xiàn)代裝配式建筑的長遠(yuǎn)發(fā)展要求。

1 BIM技術(shù)及裝配式構(gòu)件系統(tǒng)概述

1.1 BIM技術(shù)概述

所謂BIM技術(shù)，是建筑信息模型技術(shù)的簡稱，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，可對建筑工程項(xiàng)目實(shí)踐中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合利用，進(jìn)而在工程數(shù)據(jù)模型及參數(shù)化實(shí)體造型技術(shù)的配合作用下，健全建筑設(shè)計(jì)方案，全面提高設(shè)計(jì)工作效率及質(zhì)量。在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程中，若能重視BIM技術(shù)使用，則有利于豐富該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法，使裝配式系統(tǒng)在實(shí)踐過程中處于良好發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

1.2 裝配式構(gòu)件系統(tǒng)概述

所謂裝配式構(gòu)件系統(tǒng)，是指與裝配式構(gòu)件密切相關(guān)的系統(tǒng)，能夠?yàn)檠b配式構(gòu)件高效利用提供保障，從而滿足現(xiàn)代裝配式建筑長遠(yuǎn)發(fā)展要求。實(shí)踐中若能重視裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的構(gòu)建與使用，則能滿足建筑領(lǐng)域的綠色施工要求，并優(yōu)化項(xiàng)目施工中的資源配置，促使裝配式構(gòu)件應(yīng)用范圍得以不斷擴(kuò)大，進(jìn)而為裝配式建筑長遠(yuǎn)發(fā)展注入活力。因此，需要在了解裝配式建筑功能特性的基礎(chǔ)上，給予BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的應(yīng)用更多的考慮，促使性能可靠的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更大范圍的推廣使用。

2 基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化探討

結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢及裝配式構(gòu)件系統(tǒng)實(shí)際情況，在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程中，若能實(shí)現(xiàn)對BIM技術(shù)的科學(xué)使用，則能得到理想的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，確保優(yōu)化處理效果良好性。實(shí)踐中落實(shí)基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的研究工作時(shí)，可從以下方面入手。

2.1 可視化設(shè)計(jì)與特有族群

由于BIM技術(shù)具有可視化的優(yōu)點(diǎn)，因此，在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程中，需要在該技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)裝配式構(gòu)件系統(tǒng)可視化設(shè)計(jì)，并在該系統(tǒng)優(yōu)化方面對特有族群進(jìn)行充分考慮。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)可視化設(shè)計(jì)，通過對裝配式框架結(jié)構(gòu)實(shí)際情況的考慮，在三維空間中對裝配式構(gòu)件系統(tǒng)中的構(gòu)件結(jié)構(gòu)狀況、節(jié)點(diǎn)連接效果等進(jìn)行動態(tài)模擬分析，且在可視化設(shè)計(jì)方式的作用下，對裝配式構(gòu)件結(jié)構(gòu)的構(gòu)造狀況、不同構(gòu)件的使用功能等進(jìn)行深入分析。在此期間，可利用BIM模型對裝配式構(gòu)件系統(tǒng)中的各個(gè)構(gòu)件所在節(jié)點(diǎn)區(qū)域的連接情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，滿足該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的可視化要求，并在BIM技術(shù)支持下對這類系統(tǒng)中所涉及的節(jié)點(diǎn)連接方式進(jìn)行全面檢查，確保裝配式構(gòu)件的設(shè)計(jì)有效性及節(jié)點(diǎn)連接狀況良好性。

（2）在BIM技術(shù)支持下，對裝配式構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理時(shí)，需要對相關(guān)的特有族群進(jìn)行充分考慮。具體表現(xiàn)為：通過對BIM技術(shù)的合理使用，在計(jì)算機(jī)三維空間中對建筑構(gòu)件系統(tǒng)中的圖元信息進(jìn)行高效采集、分析及利用，且在族定義方式的作用下，整合裝配式構(gòu)件圖元信息資源，使與之相關(guān)的族庫定義更加豐富、更加詳盡；個(gè)族創(chuàng)建過程在預(yù)定義樣板中執(zhí)行，可以根據(jù)用戶需要在族中加入各種參數(shù)，如距離、材質(zhì)、可見性等。此時(shí)，設(shè)計(jì)人員不必另外花時(shí)間去制作族文件，并賦予參數(shù)，而是直接導(dǎo)入相應(yīng)族文件，便可直接應(yīng)用于項(xiàng)目中；當(dāng)基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)優(yōu)化處理中的族文件繪制完成后，則可對構(gòu)件相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整，并實(shí)現(xiàn)對包含各專業(yè)詳細(xì)信息建筑模型的高效利用。因此，BIM技術(shù)作用下計(jì)算機(jī)三維空間中對裝配式構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)，需要給予相關(guān)特有族群更多的考慮，即在族文件支持下，實(shí)現(xiàn)對裝配式構(gòu)件優(yōu)化處理，保持這類構(gòu)件系統(tǒng)良好運(yùn)行工況。

2.2 有效的構(gòu)件連接鋼筋級別碰撞檢查

基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，需要通過對這類技術(shù)的科學(xué)使用，在該系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)及優(yōu)化過程中考慮有效的構(gòu)件連接鋼筋級別碰撞檢查，避免因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤碰撞而給裝配式構(gòu)件系統(tǒng)運(yùn)行埋下安全隱患。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化處理過程中，通過BIM技術(shù)可以形成鋼筋級別的碰撞檢查，預(yù)制構(gòu)件都在構(gòu)件廠加工，內(nèi)部鋼筋不存在碰撞問題，關(guān)鍵在節(jié)點(diǎn)連接區(qū)域：由于型鋼、箍筋、板筋在此處會比較密集，很可能出現(xiàn)碰撞問題。此時(shí)，設(shè)計(jì)人員可利用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式構(gòu)件碰撞檢查，及時(shí)找出其中可能存在的設(shè)計(jì)問題，包括碰撞對象的名稱、碰撞類型、構(gòu)件類型等，避免給裝配式構(gòu)件系統(tǒng)應(yīng)用過程中造成不利影響。

（2）裝配式構(gòu)件系統(tǒng)優(yōu)化過程中，為達(dá)到這類構(gòu)件使用功能優(yōu)化目的，則需要相關(guān)人員在設(shè)計(jì)方案支持下，利用BIM技術(shù)在三維空間中的裝配式構(gòu)件的連接鋼筋級別碰撞時(shí)的性能可靠性進(jìn)行科學(xué)評估，處理好其中存在的問題，促使最終得到的裝配式構(gòu)件能夠達(dá)到相關(guān)建筑建設(shè)的實(shí)際要求。在此基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)對裝配式構(gòu)件的高效利用，并使與之相關(guān)的系統(tǒng)優(yōu)化處理工作開展更具針對性。

2.3 設(shè)計(jì)中的工程量統(tǒng)計(jì)

通過對BIM技術(shù)的科學(xué)使用，在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程中，通過對專業(yè)軟件的合理選用，可將包含工程信息的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量設(shè)計(jì)中，促使最終得到的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案更加完善，滿足優(yōu)化處理方面的工作開展要求。具體表現(xiàn)在以下方面：

（1）在裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可在BIM技術(shù)支持下，在計(jì)算機(jī)三維空間中利用專業(yè)軟件的作用，對裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而降低這類構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)中出錯(cuò)的概率，滿足預(yù)制裝配式建筑產(chǎn)品全過程造價(jià)控制要求，促使裝配式構(gòu)件系統(tǒng)運(yùn)行中有良好成本經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件相關(guān)的工程量統(tǒng)計(jì)分析工作開展，需要相關(guān)人員能夠在實(shí)踐中對其中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合利用，并控制好這類構(gòu)件工程量統(tǒng)計(jì)過程，從而為預(yù)制裝配式建筑建設(shè)步伐加快帶來促進(jìn)作用，并保持裝配式構(gòu)件系統(tǒng)良好的設(shè)計(jì)工況。

（2）在對基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)，通過對這類構(gòu)件相關(guān)工程量的統(tǒng)計(jì)分析，在得到理想統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果基礎(chǔ)上，也需要相關(guān)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對工程量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的高效利用，從而為裝配式構(gòu)件系統(tǒng)優(yōu)化處理工作開展提供所需的參考依據(jù)，全面提升裝配式構(gòu)件實(shí)踐過程中的相關(guān)工作水平。

2.4 實(shí)踐中的模擬施工

通過對實(shí)踐中形勢變化的判斷分析，基于BIM技術(shù)裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，也應(yīng)對實(shí)踐中的模擬施工進(jìn)行相應(yīng)考慮。具體表現(xiàn)為：（1）通過對BIM技術(shù)的合理使用，從成本經(jīng)濟(jì)性、方案可行性等方面入手，確保裝配式構(gòu)件系統(tǒng)作用下的施工設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而為相關(guān)施工設(shè)計(jì)工作開展提供科學(xué)指導(dǎo)，且計(jì)算機(jī)三維空間中對預(yù)制裝配式建筑施工過程進(jìn)行動態(tài)模擬分析，使這類建筑建設(shè)中所需的施工方案制定與實(shí)施更具合理性；（2）在BIM技術(shù)支持下，通過對裝配式構(gòu)件實(shí)踐中模擬組裝施工狀況的科學(xué)分析， 能夠?qū)ο鄳?yīng)施工方案制定是否合理進(jìn)行綜合考慮，促使預(yù)制裝配式建筑施工作業(yè)得以高效開展，并拓寬裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的工作思路。因此，在裝配式構(gòu)件應(yīng)用中進(jìn)行施工模擬分析時(shí)，施工企業(yè)及人員應(yīng)重視BIM技術(shù)的高效利用。

3 結(jié)語

綜上所述，通過對BIM技術(shù)的科學(xué)使用，可為裝配式構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化處理提供所需的技術(shù)支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對該系統(tǒng)的高效利用，保持建筑領(lǐng)域良好的發(fā)展?fàn)顩r。因此，未來在對裝配式構(gòu)件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化處理分析時(shí)，需要相關(guān)人員能夠重視BIM技術(shù)的高效利用，且將該技術(shù)作用下的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化處理研究工作落實(shí)到位，全面提升在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用水平。在此基礎(chǔ)上，可豐富裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保設(shè)計(jì)與優(yōu)化過程中的技術(shù)運(yùn)用有效性。