裝配式建筑設計的BIM方法應用解析

文/張璐 江蘇中意達建筑設計有限公司 江蘇連云港 222000

在對裝配式建筑進行設計過程中，通過BIM技術的應用可以有效的提高設計效率以及施工效率，目前我國正在大力倡導節能減排，而建筑行業也正在向這一目標轉型，而裝配式建筑具有很好的節能效果，將BIM 技術應用其中可以有效的提高資源的利用率，實現建筑行業的可持續發展。

1、裝配式建筑與BIM 技術概述

1.1 裝配式建筑

預制裝配式建筑（Prefabricated Concrete，簡稱PC）與傳統的建筑工程施工方式區別比較大，對于建筑構配件，首先以工業的方式進行生產，然后在施工現場進行安裝，體現出現代建筑工程施工的工業化特征。裝配式建筑工程的施工特點為生產效率較高、現場作業比較少，并且不容易受到季度的影響。

1.2 BIM 技術

所謂 BIM 技術，也就是建筑信息模型的簡稱，其主要是根據工程項目的各種數據信息為基礎，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM 技術還能借助數字仿真模型將工程項目的各項真實信息完美的模擬出來，幫助相關的管理人員對工程項目進行更加準確和精細化的管理。

2、BIM 技術的特點

2.1 可視化

通過BIM 技術構建出建筑模型是透明的，因此可以將項目結構的各項信息完全的展示出來，這樣就完美的避免的了隱蔽工程中的隱患問題。這也是BIM 技術最大的特點，由于其可視性，使得設計人員不必依靠大腦的想象，而是可以直接看見各種工程結構，這也使得設計人員不必總是面對二維圖紙，然后為了圖紙的可操作性，還需要在圖紙上標注各種建筑信息，不僅不利于施工人員的施工操作，對于設計人員來說也容易出現一些隱蔽性問題不易發現，極大的增加了設計人員與結構模型的互動性，從而可以全面掌握結構設計信息。

2.2 協調性

BIM 技術具有很強的協調性特點，因此無論是設計人員還是施工單位都可以利用BIM 技術協調施工中的各項工作，從而有效的解決施工以及設計過程中的各項難點。如果在實際施工中遇到難以解決的問題，可以協同施工人員以及設計人員，利用BIM 技術對問題進行具體分析，并且同時可以利用模擬操作來探索最為有效的解決方式，而且利用三維模型，施工人員與設計人員的溝通是無障礙的，而如果利用傳統的二維圖紙，則很可能忽視各專業之間的碰撞問題。例如布置電梯井時，還要考慮到與其他設計的銜接問題，協調好凈空高度；再例如在進行防火分區設計時，要協調好和暖通管道之間的關系，但是這些內容在二維圖紙上很難直觀的顯現出來，需要設計人員有很好的三維立體思維，一旦處理不好，就會給實際施工造成非常大的障礙，出現管線碰撞的問題。

而通過BIM 技術，可以有效協調工程中的管線碰撞問題，并且可以實現施工方、設計者以及業務無障礙交流，當施工單位有不理解的地方，可以直接通過BIM 技術建立的三維模型將問題指出來，如果在設計方面存在一定的結構設計不合理的地方也可以直接與設計人員交流，有效的避免了返工問題。

3、裝配式建筑設計的BIM方法應用實踐

3.1 工程概況

某一棟三層別墅為裝配式結構，工程的建筑面積 372.2m2，其結構體系是整體裝配式混凝土異形構件結構體系。在對該工程進行設計時，選擇 BIM 技術，Revit 軟件對工程的模型進行創建，并通過對模型的分析進行結構優化設計。

3.2 基于BIM 的構件深化設計實踐

3.2.1 構件拆分

首先將該工程的各個結構數據導入到 Revit軟件中，形成一個三維立體模型，在該結構模型中主要涵蓋了界面輪廓、鋼筋信息以及施工材等內容，然后對該模型進行局部的修正，繼而對其進行構件拆分。在拆分過程中，首先要在 Revit中使用 Dynamo 對構件進行可視化的編程，而且還要在整個結構模型中將現澆構件拆分成多個部件，然后再將這些部件進行組件，最終完成構件的拆分工作。

3.2.2 鋼筋創建

在對工程鋼筋創建時，要特別注意工程構件中的鋼筋構造要求和拆分要求，不斷完善鋼筋的布置流程，同時還要調用二次開發程序，對建筑工程的鋼筋參數信息不斷完善，將鋼筋材料合理的布置在預制構件中。此外在進行預制梁設計過程中，在布置鋼筋時要嚴格遵循以下幾點要求：①從梁跨中后澆段中斷開縱筋的過程中，后澆段甩開的長度能夠滿足套筒安裝的尺寸。②在梁端方面，要選擇最大值，同時還要考慮到預制梁鋼筋的加密范圍。

3.2.3 埋件布置

在建筑工程埋件布置方面，需要嚴格依據建筑工程預制構件埋件布置規則進行布置設計，比如，在進行該建筑工程梁柱埋件布置過程中，首先需要構建包含有埋件的內嵌族，同時，還應該注意，對于梁、板中鋼筋吊鉤環，還需要對其吊鉤形狀進行優化設計，選擇適宜的布置位置。 對于預制柱上埋件，在布置環節，可以建立專門的預制柱族，同時，將預制柱的墻-柱連接處，鋼板的高度設置為實例參數，然后再進行參數化調整，即可在 Revit 軟件中，將所有參數進行關聯，形成全局參數。梁上吊鉤通過調用 Dynamo 中的點平移，可以建立吊鉤形狀多段線生成吊鉤鋼筋，從而準確確定吊鉤在梁上的位置參數，這樣即可完成梁上吊鉤布置。 對于建筑工程墻板中埋件布置，可以在 Tekla 中應用自定義組件來完成，在 Tekla 錨栓埋件命令的實際應用中，首先需要定義埋件的尺寸以及相對位置，然后選中墻體，并進行埋件布置，如圖 1 所示。

圖1 墻板埋板布置

結語：

綜上所述，隨著我國建筑行業的發展，裝配式建筑以其獨有的特點獲得了迅猛的發展，作為一種新型的建筑方式在實際設計時，需要各個專業進行高度的協調配合，在設計的每個階段也要有合理的銜接，而BIM 技術正好可以給裝配式建筑提供一個協調的平臺，提高設計師的工作效率，降低設計錯誤，從而推動裝配式建筑的進一步發展。

[1]董蘇然，許曉文，付素娟.BIM 技術在裝配式建筑設計中的應用實踐[J].建設科技，2017（03）：37～39.

[2]魏辰，王春光，徐陽，石磊.BIM 技術在裝配式建筑設計中的研究與實踐[J].中國勘察設計，2016（11）：28～32.

[3]魏辰，王春光，徐陽，石磊.BIM 技術在裝配式建筑設計中的研究與實踐[J].中國勘察設計，2016，11：28～32.