BIM技術在裝配式建筑結(jié)構設計中的應用

吳秋玉

摘要：裝配式建筑是工業(yè)化時代環(huán)保、高效的建筑技術，通過在工廠制作建筑構件，減少大量現(xiàn)場作業(yè)。不但減少工地施工造成的環(huán)境污染，還能節(jié)約成本，提高建造效率。在當前大力提倡綠色發(fā)展的大背景下，裝配式必然逐漸取代傳統(tǒng)建筑。鑒于我國裝配式建筑發(fā)展剛剛起步，在建筑質(zhì)量及控制成本等方面存在巨大的缺陷，新興的BIM技術能有效優(yōu)化裝配式建筑中存在的問題，對BIM技術在裝配式建筑中的運用進行研究迫在眉睫。鑒于此，本文主要分析探討了BIM技術在裝配式建筑結(jié)構設計中的應用情況，以供參閱。

關鍵詞：BIM技術;裝配式建筑;結(jié)構設計

引言

顧名思義，裝配式建筑就是說先將建筑所需構件根據(jù)設計要求提前在工廠進行預制生產(chǎn)，然后送達場地進行裝配。預制構件分為預制鋼構件、預制混凝土構件等，完成后的構件送達施工現(xiàn)場后，通過建筑拼接技術進行裝配和整合。總流程從設計、制造到最終的實際運用，都是基于完整的模塊化系統(tǒng)，使得成本、工期和質(zhì)量管理更加合理科學，建筑施工過程更加綠色高效。

1 BIM技術概述

BIM技術是指把建筑物的功能特性和物體用數(shù)字化的形式呈現(xiàn)出來，而且在建立數(shù)字化模型的時候，可以實時地傳遞和分享建筑物的相關數(shù)據(jù)。在應用BIM技術的過程中，會呈現(xiàn)出以下幾個特點。①可視化。所謂可視化指的就是由BIM技術建立出來的建筑模型是透明的，可以全面地展示建筑物的具體信息。②協(xié)調(diào)性。設計人員和管理人員能夠在BIM技術的幫助下協(xié)調(diào)施工或解決設計工作中的各種問題。而在現(xiàn)階段，BIM技術主要被應用于構建建筑模型中。通過構建建筑物的數(shù)據(jù)模型可以清晰地發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的問題，并且采取相應的解決措施及時進行調(diào)整，這樣可以有效避免在實際的設計過程中或者在施工的過程中出現(xiàn)問題。BIM技術的出現(xiàn)能夠幫助裝配式建筑搭建一個更為專業(yè)的設計平臺，并充分利用這一平臺對建筑的具體信息進行更改和重新建設。

2 BIM技術在裝配式結(jié)構中的應用作用

BIM技術在裝配式結(jié)構中的應用，主要對裝配式建筑具有兩方面的作用。第一方面，能夠在極大程度上提升裝配式建筑的設計水平及質(zhì)量。第二方面，能夠在一定程度上保障預制構件設計的專業(yè)程度。在BIM技術的使用過程中，不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)階段裝配式建筑結(jié)構設計存在的技術問題進行完善優(yōu)化，而且還能夠?qū)υO計人員的專業(yè)素質(zhì)能力進行提升。在對現(xiàn)階段裝配式建筑設計的科學技術進行補充時，BIM技術可以利用自身的科學性以及嚴謹性，對具體的建筑工程進行信息透明化的模擬，進而保障其設計水平的提升。同時，在BIM技術的應用過程中，還能夠?qū)唧w的施工過程進行質(zhì)量保障，在施工過程中施工管理人員可以利用BIM技術對施工的具體場景進行構建，進而對其容易發(fā)生風險的施工過程進行重點關注，以保障具體施工過程的安全性。

3 BIM技術在裝配式建筑結(jié)構設計中的應用

3.1預制裝配式中框架結(jié)構體系設計

建筑施工之所以普遍使用框架結(jié)構，主要是由于其具有運輸方便、運輸便捷、重量輕、運用簡潔等特點，將其應用到高層建筑施工過程中，是未來建筑建設發(fā)展的方向。裝配式建筑結(jié)構設計中，其框架結(jié)構體系主要是由兩部分構成，包括預制疊合量值和預制疊合板，而它們不是在建設施工過程中進行制造，是在工廠進行制造以及加工，在制作完成后輸送到施工場地，在施工場地對其開展簡便的焊接操作以及澆筑操作就能夠完成基本的框架結(jié)構。但在實際的框架結(jié)構體系開展設計工作時，要著重做到以下二個方面，第一，框架結(jié)構的整體要秉承“平整”的基本策略，保證內(nèi)部支撐結(jié)構具有一定的韌度、硬度，從而使結(jié)構體系能夠達到建筑施工標準以及建筑設計中規(guī)定的所承載的基本要求。此外，要確保每個梁柱的中軸線要處于相同的水平面。第二，柱與梁在進行交接過程中，必須要利用剛接點開展處理工作。與此同時框架基礎要滿足相關規(guī)定，并且混凝土強度等級要符合相關標準的要求。

3.2構件拆分設計

BIM具有可視化的特點，可直觀地顯示各部件之間的連接，保證了構件拆分的精確性，使構件的分拆設計更加合理和完善。與二維圖紙設計相比，BIM技術構建的三維模型能有效地消除設計盲點，減少設計誤差，提高構件拆分的設計質(zhì)量。此外，使用BIM技術進行構件拆分設計的明顯優(yōu)點還包括，設計的模型具有較高的安全性，不會造成數(shù)據(jù)丟失。關于設計深度問題主要出現(xiàn)的環(huán)節(jié)是建筑的樓板結(jié)構、建筑的墻體結(jié)構，設計人員需要利用BIM技術將各個建筑結(jié)構的設計組合成一個建筑整體。但是在實際深度設計的過程中設計人員要通過BIM技術的拆分功能將各個深度建筑結(jié)構進行拆分，使建筑結(jié)構成為一個個獨立的部分，然后再對這些獨立的部分進行全面的細化分析，明確該部分的構件數(shù)量以及施工質(zhì)量標準。值得設計人員注意的是，在分析的過程中應遵循國家所指定的構件標準，并使建筑構件設計能夠滿足構件生產(chǎn)工廠的生產(chǎn)標準，從而有利于建筑內(nèi)部構件的大批量生產(chǎn)。

3.3預制構件的設計

不同的構件對應不同的材質(zhì)和尺寸，為了能夠很好的區(qū)分不同的構件可以使用RFID芯片對其進行編碼，確保每一個編碼都具有唯一性。同時，各個合作機構能夠依據(jù)構件使用方上傳的構件實際使用情況數(shù)據(jù)進行相應的調(diào)整，實現(xiàn)各合作方之間的無縫對接。此外，構件廠商能夠查看設計師們在制定好圖紙后上傳到BIM的構件數(shù)據(jù)信息，他們將這些信息通過條形碼的形式可轉(zhuǎn)換為對應的參數(shù)，再進行生產(chǎn)，縮減了以前傳遞信息的時間，從而大幅提高了生產(chǎn)效率。

3.4建筑資源庫設計

工程設計人員在裝配式建筑結(jié)構設計的階段，首要的一項工作內(nèi)容就是建立建筑資源設計庫。設計人員利用BIM技術構建資源庫，能夠使建筑設計方案的各個環(huán)節(jié)順利開展，建筑資源庫所涉及的內(nèi)容極為廣泛，故要求設計人員能夠從多個角度進行資源構件的統(tǒng)一整合，然后再利用BIM技術對建筑資源庫中的信息進行管理分層，使各個資源構件井然有序地出現(xiàn)在設計人員的眼前。然后設計人員再以報表的形式傳達給相關的工程管理人員，用于接下來的材料資源表格的繪制，從而為施工管理提供可靠的理論依據(jù)。

結(jié)束語

總而言之，BIM技術實現(xiàn)了裝配式建筑結(jié)構施工的數(shù)字化建模，幫助人們在軟件中解決實際工程問題，是建筑領域科學發(fā)展的重要工具，BIM的成熟為許多工程結(jié)構施工提供了便利，而這也標志著數(shù)字化虛擬化是未來建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。

參考文獻

[1]孫兵.BIM技術在裝配式建筑結(jié)構設計中的應用[J].建筑結(jié)構.2020（13）：I0029-I0029

[2]肖朝暉.BIM技術在裝配式建筑結(jié)構施工中的應用研究[J].中國建筑金屬結(jié)構.2021（08）：128-129

[3]楊曉.BIM技術在裝配式建筑結(jié)構設計中的應用[J].新材料·新裝飾.2020（06）：50-50，52