裝配式建筑結構設計中BIM技術的應用研究

王長剛

（河北晶程建筑設計有限公司，河北 滄州 061000）

1 BIM技術在裝配式結構設計中的應用優勢

1.1 解決建筑設計問題

在設計預制裝配式建筑時，想要讓繪制的圖紙更有效，設計者要從多層環節進行繪制，首先要繪制平面圖形，之后，再進行立體繪制，這樣，不但會浪費很多精力和時間，還會影響到設計的質量。所以，可以應用BIM技術，這樣，不但可以對建筑設計中存在的問題進行良好的解決，同時還能夠減輕設計者的工作壓力，最大程度的提升設計質量。

1.2 策劃與建筑正向設計

在裝配式建筑技術策劃階段，建筑師或者工程師不能夠準確針對項目定位、建筑規模、成本限額為投資建設方提供合理的可視化的產業化方案，后期設計依據不足。需以模數化設計為核心，以將尺寸協調的功能單元進行組裝的理念來指導設計思路，運用BIM技術來實現從方案一直到施工圖階段的正向設計，以不同階段、不同深度的整體裝配式BIM模型為典型成果。

2 裝配式建筑結構設計中BIM技術的應用研究

2.1 在方案設計的應用

在方案設計中應用BIM技術，可以使設計效率獲得提升，多種優化方法能夠實現方案比選。想要使設計策略更具針對性，需要將綠色建筑理念應用在各個專業領域中進行交流，以防止設計失誤問題出現。簡言之，有關方案必選，可通過BIM技術對各方案工程造價、建筑造型等內容進行分析，從而選出最佳的方案。如，控制戶型面積，可使用BIM模塊來實現提快推敲，這樣，能夠對不同功能空間面積進行反映，并且建筑師可以按照具體狀況適當進行調節。

2.2 設計輔助與構件制作

由于前期設計端考慮不周、信息化程度低、管理的粗放，導致構件廠異形構件數量多、模具周轉率低、生產效率低、資源浪費。施工企業不具備裝配式建筑施工組織經驗，軟件和硬件配置不充分，嚴重限制裝配式施工發揮其保質量、縮工期的優勢。需以服務于裝配式構件制作車間和現場為中心，運用BIM技術來輔助制造和安裝，并擴展至模具設計制作和構件吊運等環節。

2.3 設計深化的運用

服務用于裝配式構件制造中的現存問題，當下裝配式建筑的工作方式大多是通過常規的設計工作出具二維圖紙，交付預制構件廠家后再由預制構件廠家進行二次翻模，進而訂制模具后在車間內完成所需構件的生產。其主要缺點在于設計單位所提交的裝配式訂單圖紙無法供構件加工車間使用，而多數預制構件廠家出具模具圖紙和加工圖紙的效率較低，且二維構件圖紙未經過預拼裝，在車間加工環節極易出現鋼筋碰撞情況，但模具改造和節點深化設計的綜合成本極高。所以在設計的過程中需要利用三維模型進行預拼裝，檢查構件的外形尺寸、預留連接鋼筋、鋼筋套筒、連接金屬波紋管及預留洞口等是否正確。

2.4 構件參數化設計

裝配式建筑設計需要采用工業化建造的思維，要求標準化、參數化、精細化，以滿足工業化批量生產的要求。參數化設計是指將整個系統分為獨立的小空間模塊，根據用戶需求對單獨模塊進行選擇和設計，再創建出具有不同功能及性質的模塊體系。參數化設計是指將整個系統分為獨立的小空間模塊，根據用戶需求對單獨模塊進行選擇和設計，再創建出具有不同功能及性質的模塊體系。研究表明，通過參數化組合形式可實現建筑從單元到整體的轉變。設計遵循從上到下的多層次設計結構組合。通過BIM 從族庫中挑選所需，運用到基于構件庫的深化設計階段，實現結構模擬和施工等程序的結合。研究基于BIM的裝配式結構設計與建造關鍵技術，參數化設計是結構設計標準化的基石，標準化設計是裝配式設計的關鍵。三者關系緊緊相扣，是順利完成裝配式結構設計的重要步驟。將相同類型的構件整合為一個構件庫，在設計時從預先創建好的族庫中選擇所需構件，若查詢不到所需構件，設計人員可參數化定義新型構件，創建的新構件稱為“族”，用于滿足特殊的建筑布局要求。裝配式參數化設計是DFMA（制造和裝配設計）與BIM的有機結合，是一種新的設計理念。

2.5 在建筑結構協同中的應用

BIM模型將各個專業整合成一個三維模型，不僅可以準確直觀地觀察各類構件的布局和布置，還可以觀察各類構件之間的相關位置關系。此外，在BIM三維協同環境下，與設計、施工、機電安裝等協調準確高效，同時還可以對裝配件和管線進行進一步的布置，提高合理性和利用率。在建筑結構設計的過程中使用BIM技術，能夠保證設計人員共同完成設計，并且對各項信息數據進行匯總，從而增強建筑結構設計的協調性。運用BIM技術能夠實現建筑結構設計數據之間的聯系。首先，中間的數據文件能夠作為連接因素，使用不同的軟件進行設計也可以將信息等進行合理的整合。除此之外，建立中性數據庫，將所得到的信息都集合到一個處理平臺上，再通過處理平臺對得到的數據進行處理，最終實現信息之間的共享。

3 結語

總之，作為一種新技術，BIM技術在預制建筑結構設計中的應用是十分必要的。在預制裝配式建筑結構設計中應用BIM技術，構建了虛擬建筑，有效解決了傳統建筑設計中的缺陷，不但可以節約資源，也能夠對生態環境進行保護。所以，相關人員還需要進一步強化對BIM技術的研究，使其能夠與時俱進的和建筑施工技術相結合，切實實現建筑的高質量、高效率的建設。