基于BIM技術的裝配式結構技術設計要點分析

許義鋒

摘 要 我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是近年來國家對于城鎮(zhèn)化建設力度的加大，使得建筑行業(yè)有了很大的發(fā)展空間。目前我國的建筑市場，主要采用現(xiàn)場澆筑施工的傳統(tǒng)生產方式以及二維圖紙交流的傳統(tǒng)運作模式。針對該問題，我們將裝配式建筑設計與BIM三維制圖技術二者結合運用于實際工程，將設計、施工、校驗等流程做到工業(yè)一體化。而在預制裝配式混凝土結構設計中使用BIM技術，就可以有效解決設計、施工以及構件加工對接不足的問題，減少資源浪費。通過建立BIM參數(shù)化構件族庫，優(yōu)化模型設計，可合理利用勞動資源，提高工程質量。

關鍵詞 BIM技術；裝配式結構技術；設計要點

前言

科學技術的快速發(fā)展使得各行業(yè)發(fā)展非常迅速，尤其是建筑行業(yè)的發(fā)展，為我國經濟建設打下堅實基礎。建筑生產方式實現(xiàn)工業(yè)化生產，構件能在流水線進行規(guī)模化、標準化生產是建筑產業(yè)化的一個顯著特征。在預制構件廠將構件生產出來，然后再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行裝配，最終形成完整的裝配式建筑結構。

1 BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析以及設計方法思路

1.1 提高工作效率

運用BIM技術，構件制作方可以直接從建筑設計模型中提取需要的部分并且進行深化，再通過協(xié)同交給結構設計師完成結構的設計與校核，還可由構件廠直接生成造價分析。在運用BIM三維制圖軟件時，各類專業(yè)技術人員均可通過在一個虛擬的建筑中進行設計更改，從而直接從模型中生成需要的圖紙，極大地提高了設計階段的工作效率。

1.2 節(jié)約建筑成本

在裝配式施工建筑中運用BIM技術可以一次性的解決建筑設計問題，減少施工損耗，達到綠色環(huán)保的目的。BIM技術可以有效地減少裝配式建筑過程中的能源和資源損耗，直接進行無紙化設計施工，能大幅度減少建筑以及人力資源的浪費，減少在設計施工過程中因為各部門銜接問題而造成的一些不必要的返工。

1.3 BIM參數(shù)化管理

相對CAD時代，BIM技術是使所有建筑構件通過智能方式被清晰表達，數(shù)據被集中管理，族庫的運用同樣也使建筑過程中形成便捷的參數(shù)化。在施工過程中，管理人員通過參數(shù)化，可以對重要信息清晰把握。

1.4 基于BIM技術的裝配式結構設計的方法思路

按裝配式建筑標準化、模數(shù)化設計，建立形成具有較強技術集成的建筑產業(yè)化所需要的各構件的族庫，在進行項目結構設計過程中，直接從設計好的構件庫中選取所需用的標準構件到項目中，使一個個標準的構件通過安裝搭接裝配成三維可視模型，從而大大提高了設計者的工作效率。為最大地發(fā)揮裝配式建筑的設計特點，可研究、設計、開發(fā)模數(shù)化標準化裝配式平面戶型，最后形成裝配式建筑模型庫[1]。

2 BIM技術的裝配式結構技術設計要點

2.1 可視化建模

構建廠房建筑的可視化三維模型是進行結構設計的基礎，通過對建筑的進一步分析，需要對以下幾個部位給予足夠的重視：其一，不同構件之間的相連位置；其二，各節(jié)點之間的相連位置；其三，鋼筋布置區(qū)域。充分借助Revit軟件具有的兼容性對項目模型進行轉化，得到“nwc”文件后向Navisworks直接導入，最后由“ClashDetective”完成沖突檢查。

2.2 碰撞檢查

為使設計過程中的碰撞檢查具有良好的全面性與條理性，需要對項目所有構件實施科學的分類，本項目構件分類為：地下室主要采用預制梁；地上一層、二層都采用預制梁、柱、外墻板與疊合板，在進行碰撞檢查時，需要按照從集合內至集合外的順序，最后對重點對象實施檢查。以各步驟碰撞點數(shù)量為依據確定是否需要進行深入分析和細化分析，如果碰撞點數(shù)量相對較少，則允許進行下一步設計，然后根據不同專業(yè)及其集合，將每個樓層作為一個單元，依次實施構件碰撞檢查。在進行完構件碰撞檢查之后，可視化系統(tǒng)以較高的亮度表示出每個碰撞點，此時可根據需要從中任意選擇某一部分進行表示。通過系統(tǒng)的分析與整理，能得出以下兩類結果：其一，有效碰撞，通過對孔洞尺寸的調整，或者是對碰撞對象所在位置的偏移來對沖突進行有效修正；其二，無效碰撞，即構件發(fā)生正常的觸碰與搭接，不需要進行修正[2]。

3 BIM在裝配式建筑設計階段的運用

3.1 可實現(xiàn)預制構件的標準化設計，提高設計效率

將BIM技術手段應用于預制構件的設計階段，能較好地達到構件模型信息的整合與共享。與傳統(tǒng)的二維平面設計相比較，BIM技術采用3D為基礎進行建模，預制構件的信息化資源庫是以參數(shù)化的設計方式建立，設計人員可在平臺上進行構件材料類型和尺寸大小等信息的整合，搭建起各種類的預制構件的“族”庫。各專業(yè)的設計人員可對同類型的“族”進行篩選和優(yōu)化，并將其添加到構件資源庫的“族”庫中。

3.2 各專業(yè)協(xié)同工作，減少裝配式建筑的設計誤差

裝配式建筑中的構配件要先預制好，然后通過運輸、吊裝和拼接，最終形成一個整體建筑。建筑整體的協(xié)同設計主要有兩大部分內容：一個是在專業(yè)內部進行優(yōu)化設計及深化設計，即專業(yè)內協(xié)同設計；另一個是專業(yè)間的協(xié)同設計，即專業(yè)之間的碰撞檢測及其之后的設計調整。前者按照設計規(guī)范來進行設計，并能適應建筑、結構、設備等各專業(yè)之間的功能需求，后者則是按照施工規(guī)范及設計的相關要求，以達到業(yè)主的功能要求。

4 結束語

在預制裝配式混凝土結構設計中使用BIM技術，能夠有效解決設計、施工以及構件加工之間所存在的對接不足的問題，減少資源的浪費。通過建立BIM的參數(shù)化構件族庫，可以優(yōu)化模型設計，合理利用勞動資源，提高工程質量。技術要點的設計，將更加規(guī)范的推動BIM三維制圖技術與裝配式結構設計二者相結合并運用于實踐方面的大局勢。

參考文獻

[1] 宮文軍，曹楊，鞏俊松.基于BIM技術的裝配式構件系統(tǒng)設計與優(yōu)化[J].安裝，2014，（01）：55-57.

[2] 姬麗苗，張德海，管梽瑜，等.基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探[J].土木建筑工程信息技術，2013，5（01）：54-56.