基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探討

錢興偉

安徽建筑大學(xué)設(shè)計研究總院有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著我國工業(yè)化體系的不斷完善，以及現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷進步與完善，建筑行業(yè)已經(jīng)取得了前所未有的發(fā)展成就。這也在很大的層面上推動了，我國建筑行業(yè)與科學(xué)技術(shù)的有效融合。其中，被應(yīng)用最廣泛的還是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化建筑工程設(shè)計理念。在BIM技術(shù)的幫助下，我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體施工效率，能夠得到更進一步的提高。在此過程中，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計往往采用計算機技術(shù)以及現(xiàn)代化的大型應(yīng)用設(shè)備，這也極為有效地提升了工程施工效率，節(jié)省了施工的時間。

1 BIM技術(shù)的簡要概述

在現(xiàn)如今的建筑工程施工領(lǐng)域當(dāng)中，BIM技術(shù)已經(jīng)成為普遍存在的一種，能夠非常有效的解決混凝土預(yù)制構(gòu)件的處理和施工等的問題。BIM技術(shù)主要運用在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計當(dāng)中，甚至能夠非常全面的改善其施工過程當(dāng)中存在的零件加工等的問題，更加能夠有效地節(jié)省工程施工當(dāng)中對于資金的成本投入。BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠更加全面的改善其模型設(shè)計階段的問題，為我國建筑工程更進一步的發(fā)展奠定基礎(chǔ)[1]。

BIM技術(shù)主要是在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的運用，相關(guān)的工作技術(shù)人員也能夠在該技術(shù)的幫助下，更加全面的了解工程建筑施工現(xiàn)場的基本需求，更進一步的發(fā)揮出混凝土在建筑工程施工預(yù)算當(dāng)中的作用和價值，尤其是能夠非常全面的提高建筑工程整體的施工質(zhì)量和工人的施工效率。而且，BIM技術(shù)的有效運用，也非常有利于保護復(fù)雜建筑、老舊建筑的整體質(zhì)量。

在時代的進步與發(fā)展過程當(dāng)中，BIM技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展也非常廣泛的推動了我國建筑行業(yè)可持續(xù)的健康發(fā)揮在那。BIM技術(shù)的運用，在本質(zhì)上就是工程設(shè)計管理、技術(shù)進度控制、技術(shù)信息收集的全過程。

2 BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)勢

2.1 可控工期

BIM技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)裝配式設(shè)計構(gòu)件當(dāng)中的有效運用，在很大的層面上推動了我國建筑行業(yè)更進一步的發(fā)展。尤其是在建筑設(shè)計的預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，工作人員應(yīng)該積極地將施工構(gòu)件的基本數(shù)量作為工程施工的基本標(biāo)準(zhǔn)，并能夠在BIM技術(shù)的運用下，更進一步的提高建筑工程和施工單位、設(shè)計單位三者之間的相互協(xié)調(diào)與合作。在良好的運行機制幫助下，工人在施工現(xiàn)場的工作也就能夠得到非常有效的提升，更能夠改善過去傳統(tǒng)工程建筑施工當(dāng)中的不利因素，最大限度上的實現(xiàn)對于建筑工程設(shè)計理念的合理分配。也能夠在三維虛擬仿真技術(shù)的幫助下，更進一步的實現(xiàn)對BIM技術(shù)的全面運用，BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中，能夠更加及時的吸引更多的人力、物力等。

BIM技術(shù)的運用，能夠更加精準(zhǔn)的分析出建筑工程當(dāng)中的每一個施工步驟和基本內(nèi)容，合理地將勞動力和建筑資源進行分配，減少了建筑工程施工現(xiàn)場出現(xiàn)問題的可能性[2]。

2.2 設(shè)計施工一體化

BIM技術(shù)與預(yù)制裝配是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的有機融合，能夠非常有效地提高建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制件的精準(zhǔn)度以及覆蓋面積，尤其是在實際的施工現(xiàn)場還能夠?qū)⑹┕D紙當(dāng)中的弊端進行合理的改善。運用BIM技術(shù)的建筑行業(yè)的整體施工過程當(dāng)中，能夠更加全面的提升對施工現(xiàn)場的基本質(zhì)量要求，并對各種施工當(dāng)中存在的安全隱患進行模擬。除此之外，BIUM技術(shù)在設(shè)計的階段就能夠獲取到更多的施工結(jié)果信息，為工程師的工作帶來極大的便利，尤其是能夠為工程整體的施工提供有戰(zhàn)略性的意見，最大限度上的實現(xiàn)施工一體化。

2.3 實施和發(fā)展3D技術(shù)

混凝土與BIM技術(shù)的結(jié)合，可以在一定的層面上提高建筑工程施工的整體質(zhì)量，優(yōu)化現(xiàn)場工作的內(nèi)容，更加全面地促進三維立體技術(shù)形式的優(yōu)化。在預(yù)制建筑結(jié)構(gòu)的施工過程當(dāng)中，其內(nèi)部的質(zhì)量問題一直都是非常嚴(yán)重的，也是更多人所關(guān)注的重點。這主要是因為我國在這一領(lǐng)域的發(fā)展起步較晚，很多的技術(shù)與經(jīng)驗還不成熟，所以我們應(yīng)該積極的推動和促進三維立體技術(shù)的運用。

3 基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法策略

3.1 選擇合適的設(shè)計軟件

就現(xiàn)階段我國建筑工程的發(fā)展?fàn)顩r來看，很多相關(guān)的設(shè)計部門好而公司都開始尋找更加現(xiàn)代化、應(yīng)用多樣化的設(shè)計軟件，這也是為了能夠更加有效地將BIM技術(shù)應(yīng)用到混凝土的建筑工程當(dāng)中。由于每一個建筑工程的內(nèi)容和要求都有著一定的差別，這也就使得工程設(shè)計的軟件有一定的差異性。為能夠更進一步的改善現(xiàn)狀，我們應(yīng)該全面的推動結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計理念，有效的保證軟件的設(shè)計理念與建筑工程的基本需求相一致。簡單來說，BIM技術(shù)模型的有效使用，更進一步地推動了我國建筑工程的發(fā)展，相關(guān)的工程設(shè)計人員也可以積極的采用現(xiàn)代化的設(shè)計軟件，保證工程建筑與施工過程當(dāng)中各個環(huán)節(jié)的有效連接。

除此之外，混凝土的裝配式結(jié)構(gòu)與BIM技術(shù)相融合的過程中，還需要積極的采用全方位的檢測與監(jiān)督設(shè)備，這樣也是為了能夠更加有效推動建筑行業(yè)朝著綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展的理念前進。在運用Autodesk軟件過程當(dāng)中，可以形成更加科學(xué)的自動化建模圖形，保證每一個環(huán)節(jié)在連接的過程當(dāng)中不會出現(xiàn)任何問題。對于不同類型的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)，相關(guān)的工作人員可以選擇出與之相對應(yīng)的設(shè)計模型、結(jié)構(gòu)，也可以在PC軟件的幫助下適當(dāng)?shù)奶岣哒麄€工程施工設(shè)計的基本指標(biāo)，更加全面的推動施工圖紙的制定與完成[3]。

3.2 明確設(shè)計程序

預(yù)制裝配式的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計程序一般都是比較復(fù)雜的，相關(guān)的工作人員為了能夠更加有效的提高建筑工程設(shè)計質(zhì)量和效率的提升，在合理的范圍內(nèi)將其劃分為3個基本的步驟。第一，是方案的設(shè)計階段。在對方案進行設(shè)計的過程當(dāng)中，相關(guān)的工作人員應(yīng)該積極的根據(jù)房屋的戶型、標(biāo)準(zhǔn)層的設(shè)計、構(gòu)件拆分原則的確定、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的確定、整體的布置與設(shè)計方案等進行詳細的區(qū)分與了解。在更加精準(zhǔn)、完善的施工設(shè)計流程當(dāng)中，我們能夠更加科學(xué)、合理的規(guī)范混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)件的基本設(shè)計方案。第二，對工程進行初步的設(shè)計。在初級的設(shè)計階段當(dāng)中，我們需要積極的對預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)件的尺寸大小、所屬品類等新型全方位的監(jiān)督與管理，保證在最終的應(yīng)用過程中不會出現(xiàn)因為預(yù)制結(jié)構(gòu)件運用的不合理，而導(dǎo)致工程設(shè)計的整體質(zhì)量發(fā)生問題。這樣的施工設(shè)計理念也是需要相關(guān)的工作人員根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，進行初步的設(shè)計與規(guī)劃。第三，對施工圖紙的設(shè)計階段。為了能夠更加全面的保證施工圖紙建設(shè)質(zhì)量的有效提升，建筑工程的領(lǐng)導(dǎo)人員應(yīng)該不定期的，對施工現(xiàn)場進行全面的監(jiān)督與檢查，更加全面的避免，建筑工程施工范圍內(nèi)出現(xiàn)沒有必要的質(zhì)量問題。尤其是要對預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的深入研究與設(shè)計，尤其是對其內(nèi)部設(shè)計信息的延伸與擴展，這樣也能夠更進一步的為建筑工程實際施工現(xiàn)場提供更加科學(xué)、合理的施工設(shè)計依據(jù)。

3.3 完善基礎(chǔ)構(gòu)件庫

BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理念當(dāng)中的應(yīng)用，能夠非常有效的改善傳統(tǒng)建筑工程施工當(dāng)中的不利因素，更能夠從本質(zhì)上提升建筑工程施工的整體質(zhì)量和工人的施工效率。尤其是在預(yù)制裝配混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，將會經(jīng)常運用到很多種不同類型的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。積極的構(gòu)建和完善混凝土預(yù)制件結(jié)構(gòu)庫內(nèi)部的各種材料，能夠從源頭上改善建筑工程在施工過程中缺少預(yù)制構(gòu)件的問題，對于BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用也起到了一定的幫助性作用。與此同時，混凝土裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制件的提升與完善，也在很大的層面上了降低了建筑工人的施工難度，尤其是對于預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工工作來說，也減少了一定的難度與困難。而且，如果相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)人員，想要提升工程施工的整體質(zhì)量，就應(yīng)該保證構(gòu)件工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，并能夠采取相對應(yīng)的治理措施，為建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)條件[4]。

在BIM技術(shù)的幫助與帶領(lǐng)下，有效的運用BIM技術(shù)，并能夠?qū)⑵鋬?nèi)部的可視化功能、易拆分功能等，運用到有效構(gòu)件和完善構(gòu)件庫當(dāng)中，這樣的應(yīng)用策略也能夠非常全面的帶動混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工與生產(chǎn)的效率。除此之外，在實際的建筑工程施工當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)工作人員應(yīng)該更加積極地將內(nèi)部裝配式結(jié)構(gòu)進行合理的劃分，還需要把一些通用性能較強的預(yù)制構(gòu)件放在顯眼的位置，保證全部的預(yù)制構(gòu)件能夠在構(gòu)件庫內(nèi)部，進行統(tǒng)一的管理與應(yīng)用。而且不斷更新構(gòu)件庫內(nèi)部的原材料，也能夠完善構(gòu)件庫內(nèi)部的整體質(zhì)量以及資源。

3.4 優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型

當(dāng)建筑工程內(nèi)部已經(jīng)能夠擁有一個比較完善的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件庫以后，施工現(xiàn)場的工作人員就需要對其，預(yù)制裝配式的混凝土結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中，我們應(yīng)該充分利用構(gòu)架庫內(nèi)部的原材料資源，并根據(jù)具體的實際情況進行性價比較高的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)件選擇，也可以更加科學(xué)地按照數(shù)字化模擬預(yù)制裝配式的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。假如混凝土裝配式預(yù)構(gòu)件庫內(nèi)部沒有相對應(yīng)的構(gòu)件，相關(guān)的工作技術(shù)人員就需要根據(jù)實際的設(shè)計需求進行構(gòu)件的制作，并將其及時的補充到構(gòu)件庫內(nèi)部當(dāng)中，為以后建筑工程施工的便利奠定基礎(chǔ)的信息條件。

如果想要更進一步的保障建筑工程施工設(shè)計方案的安全性，還需要在使用BIM技術(shù)的過程當(dāng)中，對其內(nèi)部的預(yù)制件混凝土結(jié)構(gòu)進行有效的設(shè)計，并且全面的分析其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)模型，這主要就是運用BIM技術(shù)可視化的基本特點。其中最主要的就是，在對結(jié)構(gòu)模型進行分析與研究的過程當(dāng)中，如果出現(xiàn)二者不匹配的問題。工作人員就需要對其進行重新的選擇與設(shè)計，一直到能夠完成工程設(shè)計的基本要求為止。優(yōu)化建筑工程內(nèi)部的設(shè)計模型，能夠在更加全面的角度上降低工程施工的風(fēng)險，減少出現(xiàn)一些工程施工的質(zhì)量問題[5]。

3.5 充分應(yīng)用結(jié)構(gòu)模型

在BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用過程中，工程施工的技術(shù)人員應(yīng)該更加注重對結(jié)構(gòu)模型的有效應(yīng)用。不管是預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制件加工、運輸、拼裝還是其他的環(huán)節(jié)，我們都能夠非常巧妙地運用BIM科學(xué)的施工技術(shù)，更加科學(xué)、合理的規(guī)劃施工方案。尤其是在應(yīng)用結(jié)構(gòu)模型的過程當(dāng)中，對于BIM技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的。只有更加充分地利用BIM技術(shù)建立起的結(jié)構(gòu)模型，才能夠進一步模擬出裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的構(gòu)件拼裝過程，這樣也能夠更有效的把握工程施工質(zhì)量。而且，在結(jié)構(gòu)模型的引導(dǎo)與幫助下，我們能夠更加全面的規(guī)避建筑工程當(dāng)中的風(fēng)險和問題，為建筑工程當(dāng)中混凝土預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計，提供更加基礎(chǔ)的信息技術(shù)支撐。不僅如此，還能夠在結(jié)構(gòu)模型的引導(dǎo)與幫助下，對工程施工現(xiàn)場各種原材料、廢料等進行合理的規(guī)劃，為工程的施工質(zhì)量和效率提供更加全面的保障。

4 結(jié)束語

綜上所述，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是我國建筑行業(yè)未來發(fā)展的方向，更是建筑工程施工發(fā)展的必然趨勢。在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的幫助之下，BIM技術(shù)已經(jīng)逐漸成為建筑行業(yè)當(dāng)中必不可少的存在，能夠從本質(zhì)上提升混凝土裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合能力以及水平。而且BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中應(yīng)用，也能夠為我國綜合國力，以及經(jīng)濟水平的提升帶來重要的幫助作用。本文也就是積極的從選擇合適的設(shè)計軟件、明確設(shè)計程序、完善基礎(chǔ)構(gòu)件庫、優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型、充分應(yīng)用結(jié)構(gòu)模型幾個層面進行了研究與分析。