BIM技術在裝配式建筑結構設計中技術研究

孫 陽 陳征征

(宿州學院 資源與土木工程學院 安徽 宿州 234000)

裝配式建筑工程是目前我國建筑行業中的主體類型，利用裝配式來進行施工建設，不僅工序較為簡單，不會出現工期延誤問題，而且也可以有效保障施工安全和施工質量，但是在開展裝配式施工建設之前，必須要保障設計工作的科學性與合理性，才能夠確保每一個工序環節都能夠實現緊密的銜接，計劃采取的施工工藝能夠得到準確落實，以此便可以有效提高施工質量。利用BIM技術可以將設計方案以建模的形式直接展現在工作人員面前，可視化的效果能夠，在施工建設之前幫助相關工作人員對建筑項目的任何一個結構環節，或者工序進行設計性的調整，進而可以保障實際施工之后工作的有序性與準確性[1]。

1 BIM技術介紹與特點分析

BIM技術需要計算機軟件對建筑結構形態進行模擬建模，以數字化的方式將整個建筑生命周期直觀展現在人們面前。BIM技術也可以對建筑工程的維護、運營、施工設計等方面進行數據整合，同樣再以數字化的方式表現出來，這樣便能夠使項目在施工建設之前，可以在計算機上以完整的形態展現給任何工作人員，工作人員便可以在觀察與分析的過程中，判斷施工設計的合理性以及潛在的風險，并進行適當的調整。BIM技術最顯著的特點包括三方面：首先是具有可視化特點[2]。BIM技術對于建筑工程的建模工作可以帶來可視化的效果，設計人員需要將設計思路以及建筑相關的參數數據進行融合，建立起可視化的建筑模型，并以三維立體的圖像將設計方案展現出來，這樣能夠使設計方案更加直觀，使各項施工內容和設計工藝更加清楚明了；其次是具有協調性特點。裝配式建筑在設計的過程中，會涉及諸多的內容，需要在設計階段就要做好工序的協調管理工作，所以利用BIM技術開展裝配式建筑設計，能夠對施工環節進行一系列的調整，保障了各個施工管理部門的協調性，提高了工作的配合效果，使工程在未來施工建設時，可以得到更為順暢的開展；最后是具有模擬性特點。BIM技術能夠對建筑進行模擬展示，以仿真性的效果對建筑進行表現，而且這種展現不僅是對建筑工程完成后的效果的展現，更能夠對每一個施工工序進行仿真模擬，工作人員只要具備一定的計算機操作能力，便可以詳細查看每一個施工工藝設計要求，以及施工環節中的注意要點，這樣便可以有效提高裝配式建筑工程的設計質量，保障施工效果，使得設計圖紙能夠得到準確的落實[3]。

圖1 設計圖紙樣板圖

2 BIM技術的作用

2.1 在設計圖紙上的作用

在開展裝配式建筑結構設計時，利用BIM技術可以對預制部件的圖紙設計進行調整，使建筑構件所開展的每一項設計工作都是精準和高質量的，相較于CAD技術所繪制的二維圖紙，BIM技術所設計出的三維模型能夠實現裝配式建筑結構各個動態數據的有機關聯，整個圖紙中任何一個構件發生了變動，相應的模型參數就會發生改變，這樣便可以使圖紙設計與修改更加智能化和靈活化。利用BIM技術所建立的三維虛擬仿真系統，在進行建筑結構模型建設時，需要工作人員提前做好勘探工作，包括測繪和地質勘測等，建筑各項設計參數都需要提前計算好，并且傳輸到系統數據庫中。系統數據庫會智能化的對建筑構件進行尺寸分析，幫助設計人員獲得更加科學、準確的數據。利用結構分析模型則能夠實現對建筑構件拆分的功能，設計人員在獲得與構件相關的界面信息、材料信息等數據信息之后，再根據這些信息進一步完善圖紙設計工作[4]。

2.2 在鋼筋設計上的作用

利用BIM技術在進行建筑圖紙設計和生成時，設計人員可以獲得建筑的剖面圖和平面圖不同的圖形形式，能夠對建筑物各類尺寸信息進行充分展現，這其中便包括鋼筋這一重要材料的尺寸信息。信息化的技術手段可以強化裝配式建筑鋼筋的設計效果，設計人員可以利用BIM技術，對需要使用到的鋼筋數量和相關參數進行準確的分析研判，為鋼筋整體布局設計奠定良好的基礎。比如，在設計預制梁鋼筋時，需要對梁跨中后澆帶縱筋進行切開處理，之后才能開展澆筑工作，這樣便可以為后續開展的其他施工環節提供便利。在對梁段最大值進行設計分析時，需要對箍筋進行加密處理，要設計出鋼筋與箍筋所需要的數量以及箍筋之間的距離。利用BIM技術便可以通過模擬分析的方式，對這一系列復雜的數據進行分析和設計，而且分析的結果幾乎是與實際情況一致的，有很強的精準性和科學性。

2.3 在埋件布置上的作用

作為裝配式建筑設計中另一個重要組成部分，預埋件的布置設計必須要通過嚴謹的拆分，整體結構設計必須詳細準確，才能夠確保其布置的科學與合理性。在開展裝配式建筑設計的過程中，為了保障預埋件布置的科學性，提高現場施工作業的質量，需要對預制埋件的內嵌進行科學的設計。選擇設計方案時，應該對預制墻柱、鋼板等關聯結構參數進行調整，保障整個參數設計的良性銜接。利用BIM技術能夠以智能化的方式獲取各個參數信息，這樣便可以為預埋件的合理布置奠定良好的基礎。比如在設計裝配式墻體過程中，BIM技術可以實現參數的創建與共享，對于各種材料的尺寸都會有詳細的展現。在針對砌塊處理工藝上，BIM技術會對所使用的砂漿量進行自動計算，明確砌塊過梁數量和位置，這樣便可以實現對整個工程所使用的預埋件數量和位置的科學分析，完成相關技術參數的設計與存儲工作。在開展具體施工時，這些參數都將發揮出極其重要的作用。

3 結語

總而言之，進行裝配式建筑設計時，利用BIM技術，能夠對每一個建筑設計環節進行細化處理，并且可以通過可視化的效果實現模擬分析，對每一個結構設計內容進行效果展示，可以確保建筑設計在質量、效果上和精準性上，得到更進一步的保障，所以廣大設計人員需要加強對于BIM技術的應用能力，憑借著現代技術手段，加強我國建筑設計質量和水平。