基于BIM下模塊化設(shè)計(jì)方法在裝配式建筑中的應(yīng)用分析

周宏偉

【摘要】BIM技術(shù)為裝配式建筑施工所應(yīng)用的主要技術(shù)。本文以某裝配式建筑工程為例，在分析了BIM技術(shù)與建筑的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從建筑戶型、標(biāo)準(zhǔn)層及整體設(shè)計(jì)3個(gè)角度出發(fā)，闡述了建筑各層面的設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上，從構(gòu)件、鋼筋與埋件3個(gè)環(huán)節(jié)入手，探討了BIM下模塊化設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用方法。目的在于進(jìn)一步提高裝配式建筑的施工效率及質(zhì)量，提高施工的可視化水平。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；模塊化設(shè)計(jì)；裝配式建筑

裝配式建筑為新型的建筑類型，是與環(huán)保理念相符合的一種建筑類型。由于該類型的建筑具有施工流程簡(jiǎn)單，且易拆卸的特點(diǎn)，近些年來，建筑的施工量逐漸增多。為確保裝配的過程能夠順利實(shí)現(xiàn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，實(shí)現(xiàn)裝配的可視化，對(duì)建筑施工效率的提高，具有重要意義。

1、BIM技術(shù)與裝配置建筑的特點(diǎn)

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是由各建筑信息結(jié)合而成的建筑模型[1]。在BIM技術(shù)支持下所建立的建筑物模型，具有虛擬化的特點(diǎn)。但卻能夠全面的反應(yīng)與建筑參數(shù)等有關(guān)的信息。將BIM應(yīng)用到建筑施工過程中，可有效提高工程的可視化程度。對(duì)有關(guān)鍵人員對(duì)工期把握水平的提升，意義重大。裝配式建筑，為新型建筑模式的一種。要求于施工前預(yù)制工程所需的構(gòu)件。施工時(shí)，將構(gòu)件相互組合，以形成建筑物。與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑的施工效率更高，拆卸更加方便，應(yīng)用價(jià)值更加顯著。預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量，是影響裝配式建筑施工質(zhì)量的主要因素。將BIM應(yīng)用到施工前的設(shè)計(jì)中，可有效解決上述問題，提高建筑的整體施工質(zhì)量。

2、BIM下模塊化設(shè)計(jì)方法在裝配式建筑中的應(yīng)用途徑

2.1 工程概況

工程為別墅建筑工程，別墅共3層，總面積415.65M2。為提高別墅的施工質(zhì)量，本工程決定采用裝配式混凝土施工，使之以裝配式建筑的形式體現(xiàn)。同時(shí)，將BIM技術(shù)應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，提高工程的施工效率。

2.2 建筑各層面的設(shè)計(jì)

2.2.1 戶型設(shè)計(jì)

建筑戶型應(yīng)與之功能相匹配，以確保各功能區(qū)能夠被妥善分配到各個(gè)建筑區(qū)域。為達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下問題：（1）根據(jù)別墅業(yè)主對(duì)各功能區(qū)布置的要求，分別設(shè)計(jì)各樓層的功能區(qū)位置[2]。（2）判斷功能區(qū)的分布與別墅的戶型是否匹配。如不匹配，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整某一方面的布置情況。（3）計(jì)算構(gòu)件的受力情況，觀察設(shè)備有無碰撞。以國家標(biāo)準(zhǔn)要求為參考標(biāo)準(zhǔn)，提高戶型的設(shè)計(jì)水平。（4）戶型內(nèi)可按照其功能的劃分情況而設(shè)計(jì)，需將以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的各構(gòu)件相互組合，使之成為有序的整體，在確保各功能區(qū)功能獨(dú)立的基礎(chǔ)上，在各功能區(qū)之間建立聯(lián)系，提高裝配式建筑設(shè)計(jì)的整體性與和諧性。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)

裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)層，指設(shè)計(jì)師在戶型設(shè)計(jì)完成前，采用添加附件的方法所構(gòu)成的建筑層次。可將BIM技術(shù)應(yīng)用到該層的設(shè)計(jì)中，提高模塊化設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量：（1）采集與標(biāo)準(zhǔn)層施工有關(guān)的數(shù)據(jù)，如標(biāo)準(zhǔn)層的層厚及大小等。（2）將數(shù)據(jù)輸入到BIM軟件中，由軟件完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理。形成標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)模型，以供施工參考。（3）當(dāng)施工中存在某部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)生了改變時(shí)，應(yīng)立即更新BIM下的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值，確保工程能夠順利進(jìn)行。

2.2.3 整體設(shè)計(jì)

裝配式建筑整體設(shè)計(jì)的目的在于提高各模塊間的協(xié)調(diào)性，確保建筑功能能夠達(dá)到業(yè)主的要求?？稍诶肂IM技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)裝配式建筑進(jìn)行整體上的設(shè)計(jì)。方法如下：（1）將各設(shè)計(jì)人員組織在一起，共同分析建筑不同功能區(qū)域的不同設(shè)計(jì)方法。（2）將各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)參數(shù)，全部納入到BIM軟件中，提高裝配式建筑各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容的豐富性與全面性。（3）當(dāng)參數(shù)補(bǔ)充完成后，即可運(yùn)行模型，判斷是否存在設(shè)計(jì)方面的缺陷。如存在，需立即改正，直至模型能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行、建筑內(nèi)各功能區(qū)的功能均能夠正常實(shí)現(xiàn)為止。

2.3 各施工環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

2.3.1 構(gòu)件設(shè)計(jì)

裝配式建筑構(gòu)件的具體設(shè)計(jì)方法如下：（1）將制作完成的建筑信息模型，導(dǎo)入至Revit軟件中，以使建筑的輪廓以及與鋼筋等有關(guān)的信息得到體現(xiàn)。（2）通過對(duì)模型的觀察，判斷局部是否存在設(shè)計(jì)漏洞。如發(fā)現(xiàn)漏洞，應(yīng)及時(shí)糾正。（3）拆分構(gòu)件，采用Dtnamo實(shí)現(xiàn)可視化編程。（4）將不同構(gòu)件進(jìn)一步拆分為零部件，判斷零部件是否齊全。如齊全，則可重新組裝構(gòu)件。

2.3.2 鋼筋設(shè)計(jì)

裝配置建筑鋼筋的設(shè)計(jì)方法如下：（1）根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求及工程需求建立鋼筋布置流程。（2）通過對(duì)建筑信息模型的觀察，判斷是否存在待修改的鋼筋參數(shù)。（3）將鋼筋布置在預(yù)制構(gòu)件中，使之能夠滿足構(gòu)件的尺寸。（4）采用加密技術(shù)加密，完成設(shè)計(jì)。

2.3.3 埋件設(shè)計(jì)

以BIM模塊化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的裝配式建筑的埋件設(shè)計(jì)方法如下：（1）根據(jù)工程施工需求及國家標(biāo)準(zhǔn)要求布置埋件。（2）梁板部分鋼筋吊鉤環(huán)的施工難度較大，工程需將其作為各模塊設(shè)計(jì)所關(guān)注的重點(diǎn)，根據(jù)建筑的功能及受力情況等，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高建筑的設(shè)計(jì)水平。（3）以Revit軟件為平臺(tái)，關(guān)聯(lián)各項(xiàng)參數(shù)，使之形成全局性的參數(shù)。采用TeKla自定義組建，定義埋件的尺寸及埋設(shè)區(qū)域，完成埋件的布置過程。

結(jié)論：

目前，裝配式建筑在建筑中所占的比例正在逐漸加大，施工對(duì)構(gòu)件及鋼筋等設(shè)計(jì)水平的要求顯著提升。未來，建筑領(lǐng)域應(yīng)將BIM技術(shù)應(yīng)用到該類型建筑的設(shè)計(jì)與施工過程中，以之為基礎(chǔ)，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)各建筑結(jié)構(gòu)，最終將其組裝，以提高建筑的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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