探討裝配式建筑設(shè)計中的BIM方法

溫娜

摘? ? 要：隨著建筑工程的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。BIM技術(shù)是運(yùn)用建筑工程項目的相關(guān)數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建三維立體空間模型。通過創(chuàng)建建筑信息模型，確保建筑工程設(shè)計與施工的協(xié)調(diào)性，提升工作效率與質(zhì)量。裝配式建筑具有簡化施工流程，壓縮投資成本等優(yōu)勢。但單純依靠傳統(tǒng)的建筑設(shè)計方法無法滿足裝配式建筑的設(shè)計需求。由此，將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計中具有重要意義。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;設(shè)計;BIM方法

1? 引言

隨著社會的不斷發(fā)展，裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生。由預(yù)制構(gòu)件在工廠制作、施工現(xiàn)場裝配而成的建筑稱為裝配式建筑。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑的施工不斷趨向高效率、高質(zhì)量，建筑信息模型（BIM）技術(shù)的出現(xiàn)，給建筑的發(fā)展又增添了一份新的活力。BIM技術(shù)能夠全面貫通建筑的設(shè)計、施工、運(yùn)營管理等各個階段，具有“模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化”的技術(shù)特點(diǎn)。

2? BIM技術(shù)簡介

BIM技術(shù)即是指建筑信息模型，它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，對建筑整個生命周期內(nèi)的信息進(jìn)行采集，進(jìn)而構(gòu)建三維建筑模型。將該技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代建筑工程中，可以為設(shè)計、施工、監(jiān)理等參建單位的工作提供極大便利。BIM技術(shù)的本質(zhì)是將數(shù)字信息的應(yīng)用貫穿到建筑工程的整個生命周期內(nèi)，構(gòu)建集成化的管理環(huán)境，實(shí)現(xiàn)高效化施工監(jiān)控以及資源整理利用，將工程風(fēng)險控制在最小的范圍內(nèi)。而且BIM技術(shù)所具有的協(xié)調(diào)性、可視化特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)建筑工程管理的信息化，實(shí)現(xiàn)建設(shè)成本的降低以及工期的縮短?；贐IM進(jìn)行施工模擬，可以加強(qiáng)工程參建各方的協(xié)調(diào)溝通。在當(dāng)前行業(yè)發(fā)展背景下，建筑節(jié)能環(huán)保要求的增加使得裝配式建筑成為行業(yè)發(fā)展的主流。和傳統(tǒng)建筑形式相比，裝配式建筑具有更高的效率，而且借助BIM技術(shù)建立信息模型，可以實(shí)現(xiàn)施工、運(yùn)維等期間的信息共享，保障決策的科學(xué)性。

3? 裝配式建筑設(shè)計中的BIM方法

3.1? 技術(shù)層面下裝配式構(gòu)件的BIM運(yùn)用方案

（1）將結(jié)構(gòu)構(gòu)件、功能構(gòu)件和裝飾構(gòu)件單元按造型、配筋原則、制作方法等指標(biāo)進(jìn)行劃分，在此基礎(chǔ)上制定針對裝配式建筑的BIM族庫系統(tǒng)架構(gòu)。（2）運(yùn)用BIM技術(shù)將裝配式構(gòu)件的二維草圖和三維模型中各處尺寸進(jìn)行參數(shù)化管理，真正做到全參數(shù)化模型。（3）在真正進(jìn)入建模環(huán)節(jié)中，重新梳理建筑中構(gòu)件間的依附關(guān)系，保證各構(gòu)件的獨(dú)立性，而僅保留構(gòu)件間的參數(shù)聯(lián)動，將構(gòu)件內(nèi)部的模型樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行扁平化改造，通過參數(shù)標(biāo)簽的方式提高管理效率。（4）建立雙重可行性驗(yàn)證制度。對于裝配式構(gòu)件整體在組合嵌入整個建筑時，在BIM平臺上預(yù)先進(jìn)行拼裝模擬，確認(rèn)整體構(gòu)件外部輪廓和單元劃分的準(zhǔn)確性。其中，對于構(gòu)件單元內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)，以鋼筋網(wǎng)絡(luò)為典型，在BIM平臺上需進(jìn)行全參數(shù)化異形鋼筋的深度建模和碰撞檢查。鋼筋網(wǎng)絡(luò)的深度編輯在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)形成共識，“未來需要編寫相應(yīng)的程序語句在參數(shù)化建立鋼筋的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)鋼筋對于不同洞口的避讓或者截斷并自動配置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，這樣可以在保證設(shè)計深度的前提下進(jìn)一步提升工作效率”。核心工作是為了保證鋼筋糾偏的自由，在鋼筋建模環(huán)節(jié)，同樣清除掉結(jié)構(gòu)鋼筋和結(jié)構(gòu)外輪廓間的依附關(guān)系，而僅保留參數(shù)聯(lián)動。

3.2? BIM技術(shù)在裝配式建筑戶型內(nèi)設(shè)計中的應(yīng)用分析

在裝配式建筑設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)時，為保證戶型內(nèi)設(shè)計的整體效果，應(yīng)結(jié)合戶型功能要求出發(fā)，科學(xué)選擇對應(yīng)戶型，明確戶型結(jié)構(gòu)布置特征，優(yōu)化裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，選定設(shè)備模塊后，應(yīng)用BIM技術(shù)開展戶型內(nèi)設(shè)計。在這一過程中，設(shè)計人員應(yīng)做好各方協(xié)調(diào)工作，尤其是要做好設(shè)備與建筑、結(jié)構(gòu)戶型之間的良性協(xié)調(diào)，保證構(gòu)件處理的妥善性，一旦構(gòu)件之間出現(xiàn)碰撞，會嚴(yán)重影響裝配式建筑戶型內(nèi)設(shè)計效果。也就是說，在應(yīng)用BIM技術(shù)開展裝配式建筑戶型內(nèi)設(shè)計時，應(yīng)注重三個要點(diǎn)：（1）科學(xué)劃分戶型內(nèi)功能區(qū);（2）妥善布置受力構(gòu)件;（3）保證設(shè)備協(xié)調(diào)無碰撞，基于這三點(diǎn)出發(fā)，可順利開展戶型內(nèi)設(shè)計工作。對于裝配式建筑設(shè)計來說，戶型內(nèi)設(shè)計的高效開展，是剪力墻體系模塊化設(shè)計的重要前提，若想要保證裝配式建筑設(shè)計的整體效果，就必須要高度重視戶型內(nèi)設(shè)計工作，保證其標(biāo)準(zhǔn)化，通過戶型庫的科學(xué)運(yùn)用，改善協(xié)同設(shè)計成效，促進(jìn)剪力墻體系模塊化的順利實(shí)現(xiàn)。

3.3? 件拆分

在分析建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)模型階段，在對構(gòu)件的拆解中，要注意計算步驟，計算步驟處于拆分之前，不能夠被忽略。在拆分的時候，要注意合理科學(xué)地拆分，不能按照自身意愿進(jìn)行拆分，以防止丟失數(shù)據(jù)。在相關(guān)工作中，每一部分的工作人員都要做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，強(qiáng)化自身的素質(zhì)，對構(gòu)件負(fù)有應(yīng)有的責(zé)任心。在構(gòu)件的相關(guān)工作中，操作人員應(yīng)該詳細(xì)了解步驟和流程，在細(xì)節(jié)處理上也要細(xì)心，防止使結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。

3.4? 坡型獨(dú)立基礎(chǔ)模型鋼筋下料計算

以某工程為例：在坡型獨(dú)立基礎(chǔ)模型外觀設(shè)計的基礎(chǔ)之上，對坡型獨(dú)立基礎(chǔ)模型的配筋進(jìn)行了鋼筋下料，同時按照原有圖紙比例1：10縮小進(jìn)行制作。根據(jù)建筑施工圖集16G101-1、16G101-2、16G101-3及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和建筑工程施工規(guī)范等，結(jié)和實(shí)際工程中坡型獨(dú)立基礎(chǔ)的尺寸進(jìn)行模型的CAD圖紙和Revit圖紙設(shè)計與計算。（1）柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)構(gòu)造要求查閱國家建筑圖集16G101-3：[①]錐形基礎(chǔ)的邊緣高度≥200mm;其頂部四周應(yīng)水平放寬≥50mm;階梯型基礎(chǔ)的每階高度宜為300mm～500mm。[②]鋼筋混凝土基礎(chǔ)下通常設(shè)素混凝土墊層;墊層高度≥70mm;混凝土強(qiáng)度應(yīng)為C10。[③]底板受力筋：最小直徑≥10mm;間距100mm≤間距≤200mm;[④]基礎(chǔ)底板混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20。（2）模型亞力克板材下料計算根據(jù)模型的外觀設(shè)計，將模型板材進(jìn)行了分割，分割的板材主要以矩形板材、回形板材為主。

3.5? BIM技術(shù)在裝配式建筑戶外設(shè)計中的應(yīng)用分析

戶外設(shè)計主要包括裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成、裝配式建筑對周邊環(huán)境的影響、裝配式結(jié)構(gòu)之間的應(yīng)力。在裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)成方面，主要依照設(shè)計需求，在三維模型當(dāng)中模擬裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)成的流程，同時觀測各結(jié)構(gòu)之間是否存在力學(xué)結(jié)構(gòu)不合理、強(qiáng)度等問題以及其各自產(chǎn)生的原因，之后通過商討得出相應(yīng)的處理措施，再通過BIM技術(shù)模擬處理措施，確認(rèn)處理措施的有效性;在裝配式建筑對周邊環(huán)境的影響方面，因?yàn)檠b配式建筑施工同樣會面臨不規(guī)則沉降的問題，針對此類現(xiàn)象，可以通過BIM技術(shù)建模的分析，了解建筑整體結(jié)構(gòu)與地基的力學(xué)關(guān)系，如果力學(xué)關(guān)系顯示不規(guī)則，那么就可能出現(xiàn)不規(guī)則沉降，需要對此進(jìn)行處理。

3.6? 埋件布置

根據(jù)BIM技術(shù)在裝配式建筑構(gòu)件中應(yīng)用的原則，在埋件布置的類別中，經(jīng)常運(yùn)用梁柱埋件的方法。梁柱埋件的方法要求將梁柱進(jìn)行內(nèi)嵌，選擇材料時，注意對梁柱、模板吊鉤環(huán)的選擇，并且進(jìn)行合理的改造和設(shè)計，使其更便捷地運(yùn)用到實(shí)際施工中，加強(qiáng)其安全性和可操作性。在后期搭建中，對建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，提高工作的水平，確保其合理性和科學(xué)性。在BIM技術(shù)的運(yùn)用中，注重優(yōu)化的同時也要考慮可實(shí)施性。

4? 結(jié)束語

總而言之，通過BIM技術(shù)的有效利用，裝配式建筑的整體工程質(zhì)量以及效率也會大大提高，從而減少工程施工中的冗余部分，減少材料浪費(fèi)，使工程管理、工程設(shè)計與調(diào)整等方面發(fā)揮出作用，將施工的整個過程協(xié)調(diào)起來，為建筑行業(yè)的快速發(fā)展提供了進(jìn)一步的信息化保障。

參考文獻(xiàn)：

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