基于BI M 技術的裝配式建筑設計方法的分析

王 帥

新鄉(xiāng)職業(yè)技術學院 河南 新鄉(xiāng)453000

1 BI M技術的優(yōu)勢

1.1 三維可視化 三維可視化可以把構件的各個角度呈現(xiàn)出來，內部也是三維可視的，相當于每個角度每個點都有立體圖，方便了讀圖。BI M的可視化是靠信息自動生成的，是一種具有互動性和反饋性的可視，整個過程都是可視的。體現(xiàn)在裝配式工程上，可是讓設計、制作、運輸、施工過程中的溝通、討論、決策，都是在可視化狀態(tài)進行。

1.2 協(xié)調性 一項裝配式工程的設計和實施，最重要的工作是協(xié)調。業(yè)主、總承包商企業(yè)、設計和構件制作企業(yè)需要把大量精力用在協(xié)調配合方面。BI M的協(xié)調性使許多協(xié)調工作即時進行，或自動完成協(xié)調，給出協(xié)調信息(數(shù)據(jù))，或給出不協(xié)調的提示。比如在預制構件中的鋼筋碰撞，在傳統(tǒng)CAD圖時代，依靠人工觀察很難實現(xiàn)，而利用BIM技術可以很便捷的實現(xiàn)。

1.3 模擬性BIM的模擬性是指BI M技術可以對項目預想狀態(tài)進行模擬，這對裝配式工程很有意義。例如，在設計中，BIM系統(tǒng)可以模擬不同設計方案對建筑效果、模具數(shù)量、制作時間與成本、施工工期與成本的影響，以選擇最佳的設計方案，節(jié)約時間。

1.4 BIM技術實現(xiàn)裝配式建筑標準化的管理 在BIM技術中，B1 M模型是一個參數(shù)化的信息載體，而Revit(Autodesk公司開發(fā)的BI M建模軟件)軟件中“族”是組成信息模型的構件單位，且“族”的概念恰好與裝配式建筑結構中的預制構件相吻合。族是組成項目的構件，同時是參數(shù)信息的載體。Revit軟件中的族可以通過族類別、族類型進行命名管理。族類別是以構件性質為基礎，對建筑模型進行歸類的一組圖元，例如梁、柱等為族類別。族可以有多個類型，類型用于表達同一族的不同參數(shù)屬性值，據(jù)此可以有效地對裝配式建筑中的標準化構件庫進行管理。

2 基于BI M的裝配式建筑設計方法

以上述內容為基礎，并且以Revit軟件和裝配式框架結構為例介紹基于BI M技術的裝配式結構設計方法。基于BI M技術的裝配式結構設計方法的基本思想是：(1)裝配式建筑設計全程由設計單位負責且主導；(2)轉變從整體設計到預制構件拆分的設計思路，改為面向預制構件的裝配式結構設計方法；(3)采用BI M技術，各專業(yè)協(xié)同設計，且能夠在同一信息模型上設計。

基于BIM的裝配式結構設計方法主要分為四個階段：裝配式框架結構預制構件族庫的形成與完善、基于族庫的模型設計、模型檢驗和深化設計、Revit模型生產(chǎn)與施工。

(1)裝配式框架結構預制構件族庫的形成與完善。預制構件族庫是基于BI M技術的裝配式結構設計方法的核心，設計人員設計及預制廠生產(chǎn)都是以預制構件族庫為基礎。預制構件族庫應由設計單位與預制廠共同參與建設及完善，預制構件是否符合規(guī)范的要求由設計單位負責，預制廠負責預制構件的生產(chǎn)要求。設計預制構件應遵循標準化原則，外形尺寸應標準統(tǒng)一，在設計過程中除了遵循模數(shù)制的原則，還應充分考慮構件的生產(chǎn)、運輸以及安裝等因素。

(2)基于族庫的模型設計。在建立了裝配式框架結構預制構件族庫后，設計單位各專業(yè)根據(jù)設計需求，從預制族庫中查詢合適的構件，如果預制族庫中沒有合適的構件，設計單位可以往族庫中添加新的構件。首先建筑師先根據(jù)設計需求及預制構件庫提供的構件尺寸，合理設計戶型及建筑平面、立面組合方式，然后結構工程師根據(jù)建筑模型進行結構模型的組裝。完成了的Revit模型還需要分析復核，對于不滿足的預制構件還需要替換，直到模型分析復核無問題才能交付。

(3)模型檢驗和深化設計。Revit模型預拼裝完成后，需要分析復核。分析復核時，如果有不滿足要求的預制構件應重新替換，直到模型分析復核合格。

(4)Revit模型生產(chǎn)與施工。當上述階段都完成后，得到交付使用的Revit模型，預制廠先對模型進行深化設計，然后根據(jù)模型進行預制構件的生產(chǎn)。施工階段要充分利用BI M技術，實現(xiàn)工程的全生命周期管理。

3 兩種設計方法的對比

3.1 兩種方法的聯(lián)系 雖然傳統(tǒng)方法是以現(xiàn)澆結構為基礎，然后進行拆分，而基于BIM的裝配式結構設計方法是以預制構件庫為選擇范圍，面向預制構件進行設計，但它們的結構分析都遵循等同原理，等同原理是指通過采用可靠的連接技術和必要的結構與構造措施，使裝配整體式混凝土結構與現(xiàn)澆混凝土結構的效能基本等同。

3.2 兩種方法的區(qū)別 傳統(tǒng)的設計方法與基于BI M技術的裝配式設計方法有很多不同之處，這里主要列出以下幾點。

①傳統(tǒng)的裝配式結構設計方法，先按現(xiàn)澆結構整體設計，然后再進行拆分設計，這種方式必然導致預制構件的種類繁多，不利于預制工廠的工業(yè)化生產(chǎn)，提高了預制構件的成本，有些構件還可能超出了預制廠的生產(chǎn)能力，還需要重新拆分。而基于BI M的裝配式結構設計方法就解決了這樣的問題，此方法是基于預制構件庫的，盡量選擇預制構件庫中存在的預制構件，庫中構件遵循標準化模數(shù)化原則，這樣不僅可以有利于預制構件廠的工業(yè)化生產(chǎn)，降低了構件成本，還提升了裝配式結構的設計建造效率。

②傳統(tǒng)的設計方法主要基于CAD 軟件，設計以二維圖紙作為交付目標，設計的各階段都以二維圖紙作為信息的主要傳播媒介，處理圖紙需要大量的人力，而且通過二維圖紙想象三維構件模型比較容易出錯?；贐I M的裝配式設計方法就成功解決了這些問題，因為BI M軟件模型是三維的，設計人員可以直觀地感受構件的空間模型信息，而且各專業(yè)可以在同一BIM模型上進行協(xié)同工作，可以避免形成“信息孤島”。

4 結語

本文從BIM的三維可視化、協(xié)調性、模擬性等一些特點進行分析，闡述BIM技術在裝配式建筑的優(yōu)勢體現(xiàn)。面對越來越多的裝配式建筑結構，傳統(tǒng)設計方法的缺陷越來越明顯。BIM技術的應用和發(fā)展，將是解決這些問題的有效方法。