BIM技術在裝配式建筑設計中的應用研究

丁啟明

【摘要】現今我國裝配式技術還處在發展階段，并不成熟，部分裝配式建筑在設計階段并未做好標準、模塊化。如何將 BIM 技術更好地應用到裝配式建筑設計當中，成為當今亟待解決的問題。對此，本文將對BIM技術在裝配式建筑設計中的應用進行研究，以供參考。

【關鍵詞】BIM技術；裝配式建筑設計；應用

BIM 技術通常是指對建筑物理和功能特性的數字信息表達，它可以使不同階段，不同相關部門間進行數據共享與傳輸，以支持以及反映各自的協同作業。現階段，裝配式建筑為了適應市場競爭，對其中的相關環節、技術以及管理等也提出了更高的要求，然而 BIM 技術的應用為裝配式建筑設計創造了有利的條件，使其實際施工建設中得以順利開展。

1、應用 BIM 技術在裝配式建筑設計中的必要性

一般的裝配式建筑設計需要提前預留預制構件與預埋的設計，而且其中涉及的環節和工序非常繁雜，極易造成誤差或是失誤從而導致問題的發生，以致以影響整體建筑設計的工作效率更甚者影響到建筑設計的整體成效。然而，如果將 BIM 技術應用到裝配式建筑設計中，設計人員就可以根據建筑的實際情況將其所相關的環節、工序等信息傳送到 BIM 設計系統中，運用系統自帶功能可以精確分析出各設計中存在的問題或不完善，這樣一來，各部門間可以進行有效地溝通與協調，進而提高設計的精準度，為裝配式建筑的實施提供有力的支持。建筑設計標準化對建筑行業的發展有著重要的意義，它主要是依據模數協調作為基礎的。目前的裝配式建筑設計對與其相匹配的模數協調比較欠缺，可指導的價值相當貧乏。由于 BIM 技術的應用能夠實現裝配式建筑數字信息的資源共享，因此就給裝配式建筑設計的標準化創造了有力的信息支持，同時也為裝配式建筑的可持續發展創造了機遇。一般來說，裝配式建筑的設計人員通過 BIM 技術系統可以傳輸相關的設計方案，系統自動對相關的數字化信息進行有效合理地整合，進而形成裝配式建筑設計過程的各相關構部件。可見，在裝配式建筑中應用 BIM 技術就顯得極其重要。

2、BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用研究

2.1 BIM 結構模型與結構分析模型間的轉換

在 Revit 建筑模型中導入結構計算軟件，設計和計算工程結構，接著在 Revit 軟件中導入結構分析模型，使 Revit 結構模型得以形成，剖切模型，將標注添加最終使建筑工程施工圖文檔得以形成，這一系列過程的完成正是由于在建筑工程設計中對 BIM 技術方式的應用。當然，BIM 技術并不是十全十美的，它也會有一些缺陷，例如在對 BIM 技術以及相關軟件進行建模和模型分析過程中，信息丟失或信息錯誤等問題會出現。因此，需要采取一定的解決辦法，這就要求我們采用人工的方式整合，在這種情況下，對這個建筑工程的設計才得以最終完善。

2.2建筑各層面的設計

2.2.1 標準層設計

在裝配式建筑中，標準層設計是指設計人員在完成戶型設計之前，采用添加附件構成的建筑層次，在該層次設計中應用 BIM 技術，能夠大大提高模塊化設計的整體質量，主要從以下幾個方面掌握：①采集與標準層施工有關的數據，例如：標準層的層厚及大小等；將數據輸入到BIM軟件中，由軟件完成對數據的處理，形成標準層設計模型，以供施工參考。②當施工中存在某部分數據發生了改變時，應立即更新 BIM 下的各項數據，提高數據的應用價值，確保工程能夠順利進行。

2.2.2 整體設計

裝配式建筑整體設計的目的在于提高各模塊間的協調性，確保建筑功能能夠達到業主的要求。可在利用 BIM 技術的基礎上，對裝配式建筑進行整體上的設計，方法如下：①將各設計人員組織在一起，共同分析建筑不同功能區域的不同設計方法。②將各環節的設計參數，全部納入到 BIM 軟件中，提高裝配式建筑各環節設計內容的豐富性與全面性；③當參數補充完成后，即可運行模型，判斷是否存在設計方面的缺陷，如果存在，需要立即改正，直至模型能夠協調運行、建筑內各功能區的功能均能夠正常實現為止。

2.3各施工環節的設計

2.3.1 埋件布置

在進行裝配式建筑設計中過程中，一般會根據拆分細則來對預制構件埋件進行針對性的編輯，該過程中通常可以選擇包含有埋件的內嵌族，以提高埋件布置的效率，但是對于梁、板中的鋼筋吊鉤環，還需要按照要求來開展吊鉤形狀的設計。通常情況下，預制柱上埋件可以根據需求構建針對性的預制柱族布置，并調整鋼板的高度、預制柱的墻 - 柱連接處為實例參數，然后對其實施參數化的調整，該過程可以把參數關聯設置為全局參數，并在全局參數條件下來對預制墻板連接件的高度進行設置，這樣就可以對柱上連接件的高度進行相應的調整。梁上吊鉤可以對 Dynamo 中的點進行調用和平移來構建吊鉤形狀多段線，從而獲取吊鉤鋼筋，明確吊鉤在梁上的相關位置參數，這樣就可以實現梁上吊鉤布置。

2.3.2 鋼筋的創建

在裝配式建筑設計階段，可以根據構件中鋼筋的拆分原則和構造要求，來完善裝配式建筑構件中鋼筋布置的基本流程，然后通過二次開發的程序調用，就可以準確的獲取鋼筋的相關參數信息，并按照鋼筋的布置規則來在預制構件上進行鋼筋的布置。本文將會以預制梁為例來對鋼筋的布置規則進行分析：①在梁跨中后澆段中按照要求斷開縱筋，并適當的甩出一定長度的后澆段，使其更好的滿足套筒安裝尺寸要求；②在梁端500 和 1.5h 中選擇最大值來劃定箍筋加密區范圍，而其余的部分屬于非加密區，這樣一來可以確定箍筋間距和數量、縱筋斷開位置等參數，然后對 BIM 技術中的相關程序進行調用，就可以完成對梁縱筋和箍筋的創建。

2.3.3 BIM 構件的拆分設計

在施工圖階段，由于 BIM 模型中的墻體、樓板等模型構件屬于一個統一的整體，在對其進行深度設計過程中，最好按照要求把連續的模型構件拆分為各個工廠可以生產的獨立構件，然后按照設計圖紙對其進行加工。在 BIM 技術中，構件拆分需要嚴格按照工廠的設計及生產要求來進行，以滿足“多組合、少規格”的要求，實現對預制構件的種類的有效控制，以完成在工廠的有效生產，并在裝配式建筑施工現場對其進行裝配。在明確了 BIM 構件的拆分設計原則后，可以在施工圖 BIM 模型上直接構建深化模型，并把一個完整的構建按照一定的要求拆分成各個工廠可以直接加工的預制構件，從而有效完成預制構件連接構造和預制構件配筋設計等工作。借助三維 BIM 技術模型來進行構建的拆分設計，能夠對各構件間的連接關系給予直觀的呈現，其不僅可以拆分設計進行有效的完善，而且還可以有效降低二維圖紙設計過程中所存在的設計盲點，降低設計誤差的出現，同時該模型也可以避免數據的丟失，從而確保了設計數據的有效傳遞。

從以上可以看出，預制建筑設計能夠在工業 BIM 信息化的背景下融入信息化浪潮，并利用其自身的研發，設計和整合優勢。產業鏈的擴張和流程延伸的實現必將成為新時期工業化建設的創新潮流。圍繞這一創新趨勢，BIM 對于設計行業將有很多東西可以提供。

參考文獻：

[1]陳小飛，施挺.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐[J].建筑工程技術與設計，2018（16）.

[2]孫衛坤.BIM技術在裝配式建筑設計中的應用實踐分析[J].商品與質量，2018（20）.