基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計要點分析

許義鋒

摘 要 我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，尤其是近年來國家對于城鎮(zhèn)化建設(shè)力度的加大，使得建筑行業(yè)有了很大的發(fā)展空間。目前我國的建筑市場，主要采用現(xiàn)場澆筑施工的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式以及二維圖紙交流的傳統(tǒng)運作模式。針對該問題，我們將裝配式建筑設(shè)計與BIM三維制圖技術(shù)二者結(jié)合運用于實際工程，將設(shè)計、施工、校驗等流程做到工業(yè)一體化。而在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，就可以有效解決設(shè)計、施工以及構(gòu)件加工對接不足的問題，減少資源浪費。通過建立BIM參數(shù)化構(gòu)件族庫，優(yōu)化模型設(shè)計，可合理利用勞動資源，提高工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù)；裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)；設(shè)計要點

前言

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得各行業(yè)發(fā)展非常迅速，尤其是建筑行業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。建筑生產(chǎn)方式實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，構(gòu)件能在流水線進行規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是建筑產(chǎn)業(yè)化的一個顯著特征。在預(yù)制構(gòu)件廠將構(gòu)件生產(chǎn)出來，然后再運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行裝配，最終形成完整的裝配式建筑結(jié)構(gòu)。

1 BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用價值分析以及設(shè)計方法思路

1.1 提高工作效率

運用BIM技術(shù)，構(gòu)件制作方可以直接從建筑設(shè)計模型中提取需要的部分并且進行深化，再通過協(xié)同交給結(jié)構(gòu)設(shè)計師完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計與校核，還可由構(gòu)件廠直接生成造價分析。在運用BIM三維制圖軟件時，各類專業(yè)技術(shù)人員均可通過在一個虛擬的建筑中進行設(shè)計更改，從而直接從模型中生成需要的圖紙，極大地提高了設(shè)計階段的工作效率。

1.2 節(jié)約建筑成本

在裝配式施工建筑中運用BIM技術(shù)可以一次性的解決建筑設(shè)計問題，減少施工損耗，達到綠色環(huán)保的目的。BIM技術(shù)可以有效地減少裝配式建筑過程中的能源和資源損耗，直接進行無紙化設(shè)計施工，能大幅度減少建筑以及人力資源的浪費，減少在設(shè)計施工過程中因為各部門銜接問題而造成的一些不必要的返工。

1.3 BIM參數(shù)化管理

相對CAD時代，BIM技術(shù)是使所有建筑構(gòu)件通過智能方式被清晰表達，數(shù)據(jù)被集中管理，族庫的運用同樣也使建筑過程中形成便捷的參數(shù)化。在施工過程中，管理人員通過參數(shù)化，可以對重要信息清晰把握。

1.4 基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法思路

按裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化設(shè)計，建立形成具有較強技術(shù)集成的建筑產(chǎn)業(yè)化所需要的各構(gòu)件的族庫，在進行項目結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，直接從設(shè)計好的構(gòu)件庫中選取所需用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件到項目中，使一個個標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件通過安裝搭接裝配成三維可視模型，從而大大提高了設(shè)計者的工作效率。為最大地發(fā)揮裝配式建筑的設(shè)計特點，可研究、設(shè)計、開發(fā)模數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化裝配式平面戶型，最后形成裝配式建筑模型庫[1]。

2 BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計要點

2.1 可視化建模

構(gòu)建廠房建筑的可視化三維模型是進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，通過對建筑的進一步分析，需要對以下幾個部位給予足夠的重視：其一，不同構(gòu)件之間的相連位置；其二，各節(jié)點之間的相連位置；其三，鋼筋布置區(qū)域。充分借助Revit軟件具有的兼容性對項目模型進行轉(zhuǎn)化，得到“nwc”文件后向Navisworks直接導(dǎo)入，最后由“ClashDetective”完成沖突檢查。

2.2 碰撞檢查

為使設(shè)計過程中的碰撞檢查具有良好的全面性與條理性，需要對項目所有構(gòu)件實施科學(xué)的分類，本項目構(gòu)件分類為：地下室主要采用預(yù)制梁；地上一層、二層都采用預(yù)制梁、柱、外墻板與疊合板，在進行碰撞檢查時，需要按照從集合內(nèi)至集合外的順序，最后對重點對象實施檢查。以各步驟碰撞點數(shù)量為依據(jù)確定是否需要進行深入分析和細(xì)化分析，如果碰撞點數(shù)量相對較少，則允許進行下一步設(shè)計，然后根據(jù)不同專業(yè)及其集合，將每個樓層作為一個單元，依次實施構(gòu)件碰撞檢查。在進行完構(gòu)件碰撞檢查之后，可視化系統(tǒng)以較高的亮度表示出每個碰撞點，此時可根據(jù)需要從中任意選擇某一部分進行表示。通過系統(tǒng)的分析與整理，能得出以下兩類結(jié)果：其一，有效碰撞，通過對孔洞尺寸的調(diào)整，或者是對碰撞對象所在位置的偏移來對沖突進行有效修正；其二，無效碰撞，即構(gòu)件發(fā)生正常的觸碰與搭接，不需要進行修正[2]。

3 BIM在裝配式建筑設(shè)計階段的運用

3.1 可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，提高設(shè)計效率

將BIM技術(shù)手段應(yīng)用于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計階段，能較好地達到構(gòu)件模型信息的整合與共享。與傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計相比較，BIM技術(shù)采用3D為基礎(chǔ)進行建模，預(yù)制構(gòu)件的信息化資源庫是以參數(shù)化的設(shè)計方式建立，設(shè)計人員可在平臺上進行構(gòu)件材料類型和尺寸大小等信息的整合，搭建起各種類的預(yù)制構(gòu)件的“族”庫。各專業(yè)的設(shè)計人員可對同類型的“族”進行篩選和優(yōu)化，并將其添加到構(gòu)件資源庫的“族”庫中。

3.2 各專業(yè)協(xié)同工作，減少裝配式建筑的設(shè)計誤差

裝配式建筑中的構(gòu)配件要先預(yù)制好，然后通過運輸、吊裝和拼接，最終形成一個整體建筑。建筑整體的協(xié)同設(shè)計主要有兩大部分內(nèi)容：一個是在專業(yè)內(nèi)部進行優(yōu)化設(shè)計及深化設(shè)計，即專業(yè)內(nèi)協(xié)同設(shè)計；另一個是專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計，即專業(yè)之間的碰撞檢測及其之后的設(shè)計調(diào)整。前者按照設(shè)計規(guī)范來進行設(shè)計，并能適應(yīng)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各專業(yè)之間的功能需求，后者則是按照施工規(guī)范及設(shè)計的相關(guān)要求，以達到業(yè)主的功能要求。

4 結(jié)束語

在預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用BIM技術(shù)，能夠有效解決設(shè)計、施工以及構(gòu)件加工之間所存在的對接不足的問題，減少資源的浪費。通過建立BIM的參數(shù)化構(gòu)件族庫，可以優(yōu)化模型設(shè)計，合理利用勞動資源，提高工程質(zhì)量。技術(shù)要點的設(shè)計，將更加規(guī)范的推動BIM三維制圖技術(shù)與裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計二者相結(jié)合并運用于實踐方面的大局勢。

參考文獻

[1] 宮文軍，曹楊，鞏俊松.基于BIM技術(shù)的裝配式構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化[J].安裝，2014，（01）：55-57.

[2] 姬麗苗，張德海，管梽瑜，等.基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法初探[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，5（01）：54-56.