裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

韓義樂 北京弘石嘉業(yè)建筑設(shè)計有限公司

1 裝配式建筑與BIM技術(shù)概述

1.1 裝配式建筑

裝配式建筑的施工方式跟傳統(tǒng)的施工方式對比來說，存在較大的區(qū)別，這些區(qū)別主要體現(xiàn)在建筑的構(gòu)配件上，裝配式建筑的生產(chǎn)方法相對來說偏向工業(yè)化。在完成生產(chǎn)以后，這些配件被直接的安裝，這個時候工業(yè)化的特點更加突出，這也表現(xiàn)了裝配式建筑生產(chǎn)效率高以及受季度因素影響小的特征。

1.2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)的發(fā)展跟三維數(shù)字技術(shù)的發(fā)展有著緊密的聯(lián)系，其主要是運用部分三維建模軟件以及建筑工程的原始數(shù)據(jù)來構(gòu)建建筑模型。在實施建模的過程中，BIM技術(shù)具有的一個長處就是可以把建筑工程的某些數(shù)據(jù)信息精確的表示出來，比如建筑的大致形狀以及建筑材料的質(zhì)量等等。因為建筑信息隨時都有可能發(fā)生變化，運用BIM 技術(shù)來通過數(shù)字技術(shù)改變已構(gòu)建建筑模型數(shù)據(jù)的作用，可以使得建筑模型的數(shù)據(jù)不管在什么時候都能夠跟建筑工程的進(jìn)度一樣。

2 裝配式建筑在實踐運用過程中存在的不足之處

2.1 設(shè)計水平及質(zhì)量不高

目前，我國裝配式建筑結(jié)構(gòu)在實踐運用過程中的設(shè)計水平以及質(zhì)量還有待提高。發(fā)生這種問題的原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，目前裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計缺乏運用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，這種情況造成裝配式建筑結(jié)構(gòu)在實際的設(shè)計過程中，由于不夠科學(xué)合理而造成設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r，這樣的話就很容易造成施工期間發(fā)生安全事故。第二，缺乏專業(yè)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員，進(jìn)而導(dǎo)致我國裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量不高。設(shè)計人員在實際的設(shè)計期間，沒有用科學(xué)的檢測技術(shù)來檢查裝配式建筑設(shè)計，而是單純的依靠人力來營算以及模擬建筑設(shè)計的結(jié)果，這是很容易使得建筑設(shè)計出現(xiàn)不科學(xué)以及質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)象。除此之外，設(shè)計人員在對設(shè)計信息實施建立的時候沒有辦法清楚的發(fā)現(xiàn)存在沖突的地方，這使得建筑設(shè)計存在更加嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計專業(yè)程度不高

現(xiàn)階段，對于我國的裝配式建筑結(jié)構(gòu)來說，相應(yīng)的預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計質(zhì)量不高。發(fā)生這種問題的原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，因為預(yù)制構(gòu)件本身的設(shè)計相對來說比較復(fù)雜，因此對于設(shè)計人員的專業(yè)能力以及專業(yè)素養(yǎng)有著比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。不僅如此，由于預(yù)制構(gòu)件的種類較多，因此相關(guān)的設(shè)計人員要有充足的設(shè)計圖紙，才可以實施具體的預(yù)制構(gòu)件施工操作。然而在設(shè)計人員實施設(shè)計圖紙繪制期間，非常有可能在尺寸以及樣式等方面發(fā)生信息錯誤的現(xiàn)象，從而造成預(yù)制構(gòu)件施工發(fā)生安全事故。第二，因為目前預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的質(zhì)量檢驗步驟還有待完善，同時缺乏相應(yīng)的檢驗技術(shù)，這種情況很容易造成預(yù)制構(gòu)件發(fā)生設(shè)計專業(yè)程度不高的現(xiàn)象。

3 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用價值

3.1 可以提高裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率

在進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，使用BIM 技術(shù)可以做到對建筑中各個構(gòu)建模型的信息共享以及信息整合，跟傳統(tǒng)的設(shè)計方法對比來說，使用BIM 技術(shù)可以運用3D建模的方式來對構(gòu)件的最終效果實施展示，具有可視化的特點，不僅如此，還可以運用信息化的資源庫來設(shè)計預(yù)制構(gòu)件的參數(shù)，除此之外，BIM 中還含有很多的預(yù)制要色件族庫，可以給不同專業(yè)的設(shè)計人員提供豐富的選擇以及改進(jìn)，這在很大程度上提高了裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率。

3.2 可以減小裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計誤差

在進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，使用BIM 技術(shù)可以創(chuàng)建相應(yīng)的平臺，讓參加建筑的各個單位都可以通過該平臺實現(xiàn)信息共享，這使得每一個專業(yè)的設(shè)計人員都能在這個平臺得到自己需要的信息，以便于更好的一起完成設(shè)計工作，這種情況在很大程度上減小了設(shè)計誤差出現(xiàn)的可能性。

3.3 可以大大減小裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計成本

對于傳統(tǒng)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，因為需要很多個專業(yè)一起共同設(shè)計，所以保障信息之間的交流和溝通是很關(guān)鍵的，要是信息在平臺中出現(xiàn)交流不順利的情況，那一定會影響到各專業(yè)獲取信息的實時性，從而很容易導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)失誤，比如裝配式建筑的某些構(gòu)件尺寸不科學(xué)以及材料質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等現(xiàn)象。如果這些不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的構(gòu)件運用到了裝配式建筑里面，那一定會給裝配式建筑的裝配質(zhì)量帶來不好的影響，甚至出現(xiàn)重新返工的現(xiàn)象，這將會在很大程度上提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計成本。運用BIM 技術(shù)，可以保障信息在平臺中的順利交流，這不僅在很大程度上減小了出現(xiàn)設(shè)計失誤的可能性，同時也大大減小了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計成本。

4 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用分析

4.1 在預(yù)制構(gòu)件設(shè)計方面的應(yīng)用

裝配式建筑是有很多的預(yù)制構(gòu)件根據(jù)相對應(yīng)的順序?qū)嵤┭b配而形成一個完整結(jié)構(gòu)的，所以需要提前的制作構(gòu)件，在制作預(yù)制構(gòu)件以前，需要使用BIM技術(shù)來設(shè)置構(gòu)件的規(guī)范要求，接著建立預(yù)制構(gòu)件的三維模型，同時把三維模型實施相應(yīng)的組裝。對于BIM 模型來說，其中的每一個圖形單元都含有構(gòu)件尺寸以及構(gòu)件材料質(zhì)量等參數(shù)，這個時候需要科學(xué)合理的設(shè)置這些參數(shù)，才可以建立出構(gòu)建的三維模型，使得不同構(gòu)件之間具有關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。另一方面，相應(yīng)的設(shè)計人員在對BIM模型中的一些構(gòu)件進(jìn)行更改設(shè)計的時候，要及時更變相應(yīng)的關(guān)聯(lián)構(gòu)件的具體參數(shù)，并且可以通過使用不同類型的族庫來進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，這樣不但在很大程度上節(jié)省了人力物力，并且能夠使得裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加豐富多彩。

4.2 在共同設(shè)計方面的應(yīng)用

再進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，使用BIM技術(shù)，可以促進(jìn)專業(yè)內(nèi)的不同專業(yè)之間的合作和交流，并且通過使用BIM技術(shù)建立一個建筑信息交流平臺，為所有參與建筑項目的單位提供充足的建筑模型信息，促進(jìn)各參與單位之間信息交流合作，并且強(qiáng)化了信息的利用水準(zhǔn)，同時也更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足之處，而且還可以減小構(gòu)件設(shè)計不科學(xué)的可能性，在很大程度上提高了裝配式建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計水準(zhǔn)。

4.3 在構(gòu)件生產(chǎn)方面的應(yīng)用

再進(jìn)行裝配式建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)過程中，BIM技術(shù)也發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用，設(shè)計人員可以隨時調(diào)用BIM 模型中的各種數(shù)據(jù)信息，從而能夠準(zhǔn)確的統(tǒng)計工程量減小出現(xiàn)成本浪費的現(xiàn)象，不僅如此，相應(yīng)的工作人員通過使用BIM技術(shù)來構(gòu)建相應(yīng)的圖紙方案，并及時將設(shè)計圖紙信息加入到施工加工系統(tǒng)，運用加工裝置來讓構(gòu)件更加標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)范的生產(chǎn)。

4.4 在構(gòu)件運輸方面的應(yīng)用

再進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件運輸過程中，工程人員能夠使用RFID技術(shù)在不同構(gòu)件的表面貼上對應(yīng)的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽上涵蓋了該構(gòu)件的全部信息，同時根據(jù)對應(yīng)的編碼規(guī)則來對構(gòu)件進(jìn)行編碼，工程人員只需要利用讀取裝置來讀取信息，就可以得到不同構(gòu)件的裝配順序，同時按照構(gòu)件的材料質(zhì)量以及尺寸大小等方面，對生產(chǎn)計劃實施相應(yīng)的調(diào)節(jié)。不僅如此，在具體運輸過程中，相應(yīng)的車輛要貼上相應(yīng)的RFID芯片，并且要將這些運輸車輛的具體行車路線以及車輛位置錄入到信息平臺，可以及時掌握運輸車輛的實時信息，另外要根據(jù)具體構(gòu)件的位置信息等方面來科學(xué)合理的設(shè)置放置構(gòu)件的地方。

5 結(jié)束語

綜上所述，我國建筑行業(yè)逐漸朝著工業(yè)化以及綠色化的方向發(fā)展，在這種情況下裝配式建筑的應(yīng)用范圍越來越大，把BIM技術(shù)運用在裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，可以在很大程度上提高裝配式建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計效率，同時減小設(shè)計的成本，這些應(yīng)用的優(yōu)勢對于我國裝配式建筑的發(fā)展來說有很大的推動作用。