論BIM技術在裝配式建筑設計中的應用

文/李青山 大連都市發展設計有限公司 遼寧大連 116000

BIM建筑信息模型技術的英文全稱為Building Information Modeling，簡稱BIM技術，是指施工企業、建設單位和設計公司及各部門管理人員將工程項目的相關信息數據輸入可視化三維動態信息模型，以降低工程成本，節約能源和建筑材料，推動建筑產業可持續發展。BIM建筑信息模型技術應具有上述優勢，被廣泛使用在建筑工程設計與施工管理中。

1、BIM建筑信息模型技術綜述

在建筑工程項目中采用BIM建筑信息模型技術，能夠將工程項目的全部施工流程和施工環節串聯起來，便于施工部門協調分工、合理安排施工順序，保證施工任務按期完成，避免施工工期的延誤。

在過去，施工企業將設計公司的可視化三維動態信息模型制作成二維平面圖紙，分發給施工部門及施工人員。在采用了BIM建筑信息模型技術后，施工部門及施工管理者能夠直接觀看動態、三維、可視化的工程模型，保證了施工方案制定科學和精確，施工工藝應用合理。

BIM建筑信息模型技術應用，還便于施工企業、建設單位和設計公司中不同部門的人員和專家集中協商討論，對設計圖紙上不合理的問題或者錯誤的地方，進行審核或者糾正，保證建筑工程項目設計方案的質量和正確無誤。

2、BIM建筑信息模型技術的應用策略

2.1 BIM建筑信息模型技術下的結構設計及分析

采用BIM建筑信息模型技術后，設計人員借助專業接口和計算機軟件，導入生成Revit三維模型；在三維模型中，分析建筑結構特征及受力情況。

2.2 BIM建筑信息模型技術下的參數設計

采用BIM建筑信息模型技術后，設計人員應結合建筑工程項目具體施工情況，針對裝配式建筑設計中容易產生的缺陷和問題，優化合計方案，提高設計標準，合理科學地確定建筑構件的規格尺寸，完成構件參數設計。設計人員用將構件參數輸入BIM建筑信息模型，對參數制定的合理性進行驗證和分析，一方面要實現節約成本，增加工程項目利潤收益的目標，另一方面要遵守國家施工規范的標準與要求，保證裝配式建筑工程質量。設計人員應根據預定的施工工期，利用BIM建筑信息模型技術優化結構參數設計，縮小數值誤差，避免施工工期的延誤。

2.3 BIM建筑信息模型技術下的預埋件布置

一般裝配式工程實踐中，設計人員應利用BIM建筑信息模型技術分析并計算出預埋件的規格尺寸等參數數值，結合具體工程施工情況和裝配式建筑結構施工特征，確定埋件的位置、形狀，保證施工質量。

設計師可參照實際設計需求調整對應位置，并結合工程概況調整鋼板高度、預制柱與墻體連接參數，將參數關聯設置為全局參數，由此，確保柱體連接構件的合理性。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，進而增強吊鉤連接梁體點位的準確性，優化梁上吊鉤布置。

2.4 BIM建筑信息模型技術下的鋼筋配置設計

在裝配式建筑設計階段，可參照構件中鋼筋的構造要求與拆分原則，完善鋼筋布置的基本流程，然后通過二次調用，確保鋼筋基礎參數符合實際需求。本文以預制梁為例，著重分析鋼筋的布置規則，具體內容如下所述：①在施工過程中，針對后澆段施工作業要嚴格遵守標準規范，確保縱筋斷開的合理性，并預留一定長度的后澆段，確保其滿足套筒安裝的實際需求；②在梁端準確劃分定箍筋加密設置區范圍，并將其余部分作為非加密區，確保箍筋數量滿足實際需求，箍筋間距與縱筋斷開位置符合標準要求。之后，通過高效應用BIM技術來完成箍筋與梁縱筋的配置。

2.5 BIM建筑信息模型技術下的構件拆分設計

在制定施工規劃設計圖紙時，由于BIM建筑模型中的樓板、墻體等基礎構件屬于有機結合體，因此在設計過程中，需嚴格遵照標準要求，將模型拆分成由各個工廠獨立生產的建筑構件，然后按照預先制定的圖紙加工整合。在應用BIM技術時，要嚴格遵守工廠的生產加工要求與統一設計準則合理拆分構件，確保拆分工藝多套組合，盡可能統一規格標準。一方面，滿足工程的實際需求，另一方面，提高工廠的生產效率。預制構件在運至裝配建筑施工現場后，要進行臨場裝配設計。在明確BIM構件拆分設計基本原則后，構建深化的立體建筑模型，且按照基本要求將完整的建筑構件拆分成各個工廠可直接加工生產的預制構件，進而高效完成預制構件裝配與鋼筋配置等基礎工作。BIM的拆分設計可以更加全面且直觀的表達各個基礎構件的連接關系，完善拆分設計，以減小二維圖紙設計的盲點，降低結構設計誤差出現的概率，確保模型轉化過程中數據信息的完整性與準確性，并在裝配式建筑設計安裝領域發揮出優勢價值。

3、BIM建筑信息模型技術的應用案例

以某地公租房建設項目為例，經專業測量可知，該工程占地面積達到20萬平方米，地上部門共20層，地下2層，屬于商住混合項目。該工程主體結構與內部裝飾裝修采取BIM技術與裝配式產業化協調運用的模式，強化房屋建筑質量。

3.1 構件戶型產品庫

基于BIM技術應用，構建戶型產品庫。該工程項目戶型產品標準化設計主要包括樓棟基本形式及設計要點、公共空間基本形式及設計要點、戶型基本形式及設計要點、各功能空間基本形式及設計要點等。

3.2 構件部品庫

基于BIM技術應用，構建部品庫。該工程項目以BIM建筑模型為基礎，拆分細化盥洗室、收納隔墻、基礎配套設施等內裝部品，構建與拆分模型動態鏈接的二維圖紙，并將成品部品運送至裝配施工現場。

3.3 拆分裝配式構件

該工程采用預制構件裝配式結構打造加強區結構。經粗略估計，該工程標準層結構構件的PC率達到50%。其中，陽臺板為3.54立方米，疊合樓板預制樓梯板與外墻板分別為25.3立方米和46.4立方米。

結論：

總而言之，設計人員應妥善利用BIM建筑信息模型技術，結合裝配式建筑工程實際情況，優化建筑設計方案，提高設計質量，保證裝配式建筑的結構合理，施工工期按時完成，為工程增加利潤收益。