基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法初探

陳黎明

摘要：裝配式建筑是將建筑所需的零部件在工廠內統一制作，然后運輸到施工現場進行吊裝，既優化了工期，又提高了建筑工程的設計和施工效率，降低了人工成本，促進了標準化戰略在我國的實施，因此對其進行深入研究是非常必要的。隨著科學技術的不斷進步，越來越多的新技術、新工藝被應用到建筑中，其中BIM技術的應用越來越廣泛。在此基礎上，本文首先分析了BIM技術的概念，然后討論了BIM技術在裝配式結構設計中的優勢，最后討論了具體的應用。

關鍵詞：BIM技術;預制混凝土;結構設計;應用程序

1 BIM技術

BIM技術是當前施工中解決構件加工和施工中遇到的主要問題的一種切實可行的方法。BIM技術在建筑業的發展過程中，既解決了零件加工、施工等諸多問題，又能有效地降低工程造價的浪費。另外， BIM技術還能對參數化后的相關模型進行最佳化設計，對提高工程質量有很大的幫助。

BIM技術為預制砼結構的設計提供了具體的工藝參數及工藝規范。通過 BIM技術，可以清楚地看到整個建筑的各個細節，從而使混凝土在施工項目的預算中得到最大程度的利用，這對于改善施工項目的施工質量具有重要意義。

2 BIM技術在預制工程施工中的應用優勢

2.1可控工期

在建筑設計的預制化階段，以 BIM技術為基礎，以構件庫為基準，加強設計單位和施工單位之間的協調，將重點放在生產流程上，使設計流程更加合理。利用 BIM技術進行三維虛擬模擬，引入了時間與人力資源的概念，并適時地引入了人工、材料、施工等因素。

利用 BIM技術對工程項目進行了詳細的分析，實現了人力、材料等資源的高效分配，從而達到了節約投資的目的。比如，應用 BIM技術建立了一個三維的建筑工程模型，對各個過程的人力、物力、材料等數據進行了分析，從而減少了施工過程中的風險。

2.2設計和施工一體化

BIM技術在建筑設計中的應用，能有效地解決建筑工程設計中存在的缺陷，提高其準確性和覆蓋面。在主體工程中，針對具體情況，對各個檢驗階段進行了審查，并在平面、結構和預制 BIM模型的基礎上對各個裂紋進行了仿真。另外，在 BIM設計中，根據 BIM的數據，進行相關的計算、測試，直到建立起較為完備的 BIM信息模型，從而為 BIM的設計提供了參考。

2.3三維技術推廣的實施與發展

在工程建設過程中，為保證工程質量，在工程建設中不能進行大量的工程實踐。因此，在對工程施工進行優化時，必須對工程的具體特點、技術要點及難點進行細致的分析，以推動工程的三維技術形式的優化，特別是對箱體注漿、基礎復合支護等多種構件的優化。通過 BIM技術與工程實例相結合，可以有效地提高施工企業的技術效能。

在裝配式建筑工程中，質量問題是一個備受關注的問題。但是，我國在工程建設上起步較晚，技術和經驗還不夠完善，若按原有的方法進行施工，會造成許多問題，特別是在關鍵部位的鋼筋質量無法滿足實際需要。

對勞務團隊而言，三維建?？梢詭椭麄兇_定施工的具體內容和需求，確定影響施工的因素，并據此制訂出合理的施工控制措施，實現施工的規范化。

3 基于BIM技術的預制混凝土結構設計思路

在預應力混凝土結構中引入 BIM技術是非常必要的。同時，按照模塊化、規范的要求，設定相應的預制構件。在此基礎上，依據構件選取的準則，對其進行了優化，構建了一個三維可視化的模型，便于工人對整個建筑物的結構進行全面的認識，從而進一步提高了設計者的工作效率，為工程實踐提供了有益的參考。

為進一步提高 BIM技術的使用效率，必須對其進行設計、快速組裝，并對待組裝施工進行系統規劃。在系統上安裝了存儲器后，就可以通過目錄文件對每一棟大樓的功能進行細致的研究，從而幫助用戶迅速找到檔案。

利用 BIM技術進行系統的設計，實現了基于 BIM的組裝模式，從而確保了產品的組裝精度和生產效率。在預裝完成后，可以將模型輸入到分析軟件中，對其進行受力分析，并對其進行仿真。利用 BIM技術，可以在任何時候對構件編程中的施工參數進行調整，從而大大縮短了建模的時間和精度。在對結構進行分析之后，可以畫出建筑物的草圖，用傳統的方法來表示，也就是構造圖。

同時，構件創造者所寫的設計可以劃分為系統族、可變族、固定族等多種類型。構成零件庫的每一個獨立的文檔，都能按照零件庫中的技術過程進行歸類和編輯，以便于以后的瀏覽和檢索。對其進行技術分析，提出了相應的模塊化、規范化，既能為具體工程提供詳細的設計圖紙，又能將其引入到系統中，提高其設計的效率和質量，避免以后的工程運行受到影響。

3.1設計理念

在此部分，以 BIM技術為基礎，通過對預制構件進行模塊化、標準化和信息整合，獲得大量的預制構件信息，以此為基礎，構建出各構件的結構混凝土構件庫。另外，由于要進行各種產品的設計，可以從產品庫中直接挑選出需要的特殊部件，從而極大地方便了設計者進行工程設計。這樣既能提高設計者的工作效率，又能極大地提高設計者的工作效率。但是，有關設計者對于預制構件的設計特征，應根據市場的實際需求，制定有針對性的預制構件。這一方法可以有效地推動預制砼結構的開發。

3.2利用Autodeskrevit軟件進行3D可視化建模

在此基礎上，通過Autodeskrevit軟件，實現了二維圖形的三維可視化，并依據結構的標準化、模塊化，構建了具有高技術集成性的結構的所有組件。在工程項目結構的設計中，采用從工程材料庫中直接選取標準構件，可以有效地提高工程設計人員的工作效率。三維可視化的預制結構模型可以幫助設計者與建筑工人進行溝通，并計算工程的數目。

3.3 TeklastStructure在復雜裝配結構接頭中的應用

TekLastStructure是一款專業的三維建筑造型軟件，同時也是世界上最早的一套基于設計理念、詳細設計、制造和裝配的工程信息模型。采用鋼結構深化設計軟件對鋼結構進行了三維建模，并在此基礎上編制了相應的設計圖紙。通過對鋼件進行三維實體模型的建模，使其具有直觀的視覺效果，從而提高了生產和裝配的效率。

3.4二次軟件開發

通過對Autodeskrevitstructure的二次開發，可以極大地提高設計的效率和縮短設計周期。然而，在二次開發中，系統族部件的內容只能被裝入到原始文檔中，無法被轉換和修改。所以，在開發過程中，必須確保這些文檔的正確性，防止其丟失。預制的混凝土結構部件一般被儲存在一系列的文檔中，目的是為了改善工程的質量和使用壽命。

3.5住房和個人電腦產業化

住宅建筑是人類生活的一個重要組成部分。隨著我國經濟的發展，住宅工程的工業化進程日益加快。住宅建筑的整體設計需要采用混凝土結構的施工原理。施工部件要按照規范的要求進行合理的結構設計，并按照設計的要求進行生產。而在生產中，要盡量做到對環保物料的合理控制，使用工藝、材料，以達到降低污染、浪費的目的。要對生產過程進行合理的計劃，確保各工序的正常運行，并提高零部件的質量。部件制作完畢后，項目的標準件將根據房屋的設計規范進行設計，并將所有的標準件裝配到一個3D可視化的模型中。

結語

在 BIM技術的幫助下，預制混凝土結構的設計方法得到了越來越多的發展。建筑產業已成為我國建筑業發展的重要趨勢，以有效地降低建筑資源的浪費、推動技術革新、改善工程質量。BIM技術作為一種重要的工業化技術，可以有效地促進預制砼結構的建設，特別是住宅產業化，可以有效地促進建筑業的經濟和社會效益。

參考文獻

[1]許多.BIM技術下預制裝配式混凝土的結構設計分析[J].工程技術研究，2017（12）：219-220.