基于BIM技术的装配式结构技术设计要点分析

许义锋

摘 要 我国建筑行业发展迅速，尤其是近年来国家对于城镇化建设力度的加大，使得建筑行业有了很大的发展空间。目前我国的建筑市场，主要采用现场浇筑施工的传统生产方式以及二维图纸交流的传统运作模式。针对该问题，我们将装配式建筑设计与BIM三维制图技术二者结合运用于实际工程，将设计、施工、校验等流程做到工业一体化。而在预制装配式混凝土结构设计中使用BIM技术，就可以有效解决设计、施工以及構件加工对接不足的问题，减少资源浪费。通过建立BIM参数化构件族库，优化模型设计，可合理利用劳动资源，提高工程质量。

关键词 BIM技术；装配式结构技术；设计要点

前言

科学技术的快速发展使得各行业发展非常迅速，尤其是建筑行业的发展，为我国经济建设打下坚实基础。建筑生产方式实现工业化生产，构件能在流水线进行规模化、标准化生产是建筑产业化的一个显著特征。在预制构件厂将构件生产出来，然后再运输到施工现场进行装配，最终形成完整的装配式建筑结构。

1 BIM技术在装配式建筑中的应用价值分析以及设计方法思路

1.1 提高工作效率

运用BIM技术，构件制作方可以直接从建筑设计模型中提取需要的部分并且进行深化，再通过协同交给结构设计师完成结构的设计与校核，还可由构件厂直接生成造价分析。在运用BIM三维制图软件时，各类专业技术人员均可通过在一个虚拟的建筑中进行设计更改，从而直接从模型中生成需要的图纸，极大地提高了设计阶段的工作效率。

1.2 节约建筑成本

在装配式施工建筑中运用BIM技术可以一次性的解决建筑设计问题，减少施工损耗，达到绿色环保的目的。BIM技术可以有效地减少装配式建筑过程中的能源和资源损耗，直接进行无纸化设计施工，能大幅度减少建筑以及人力资源的浪费，减少在设计施工过程中因为各部门衔接问题而造成的一些不必要的返工。

1.3 BIM参数化管理

相对CAD时代，BIM技术是使所有建筑构件通过智能方式被清晰表达，数据被集中管理，族库的运用同样也使建筑过程中形成便捷的参数化。在施工过程中，管理人员通过参数化，可以对重要信息清晰把握。

1.4 基于BIM技术的装配式结构设计的方法思路

按装配式建筑标准化、模数化设计，建立形成具有较强技术集成的建筑产业化所需要的各构件的族库，在进行项目结构设计过程中，直接从设计好的构件库中选取所需用的标准构件到项目中，使一个个标准的构件通过安装搭接装配成三维可视模型，从而大大提高了设计者的工作效率。为最大地发挥装配式建筑的设计特点，可研究、设计、开发模数化标准化装配式平面户型，最后形成装配式建筑模型库[1]。

2 BIM技术的装配式结构技术设计要点

2.1 可视化建模

构建厂房建筑的可视化三维模型是进行结构设计的基础，通过对建筑的进一步分析，需要对以下几个部位给予足够的重视：其一，不同构件之间的相连位置；其二，各节点之间的相连位置；其三，钢筋布置区域。充分借助Revit软件具有的兼容性对项目模型进行转化，得到“nwc”文件后向Navisworks直接导入，最后由“ClashDetective”完成冲突检查。

2.2 碰撞检查

为使设计过程中的碰撞检查具有良好的全面性与条理性，需要对项目所有构件实施科学的分类，本项目构件分类为：地下室主要采用预制梁；地上一层、二层都采用预制梁、柱、外墙板与叠合板，在进行碰撞检查时，需要按照从集合内至集合外的顺序，最后对重点对象实施检查。以各步骤碰撞点数量为依据确定是否需要进行深入分析和细化分析，如果碰撞点数量相对较少，则允许进行下一步设计，然后根据不同专业及其集合，将每个楼层作为一个单元，依次实施构件碰撞检查。在进行完构件碰撞检查之后，可视化系统以较高的亮度表示出每个碰撞点，此时可根据需要从中任意选择某一部分进行表示。通过系统的分析与整理，能得出以下两类结果：其一，有效碰撞，通过对孔洞尺寸的调整，或者是对碰撞对象所在位置的偏移来对冲突进行有效修正；其二，无效碰撞，即构件发生正常的触碰与搭接，不需要进行修正[2]。

3 BIM在装配式建筑设计阶段的运用

3.1 可实现预制构件的标准化设计，提高设计效率

将BIM技术手段应用于预制构件的设计阶段，能较好地达到构件模型信息的整合与共享。与传统的二维平面设计相比较，BIM技术采用3D为基础进行建模，预制构件的信息化资源库是以参数化的设计方式建立，设计人员可在平台上进行构件材料类型和尺寸大小等信息的整合，搭建起各种类的预制构件的“族”库。各专业的设计人员可对同类型的“族”进行筛选和优化，并将其添加到构件资源库的“族”库中。

3.2 各专业协同工作，减少装配式建筑的设计误差

装配式建筑中的构配件要先预制好，然后通过运输、吊装和拼接，最终形成一个整体建筑。建筑整体的协同设计主要有两大部分内容：一个是在专业内部进行优化设计及深化设计，即专业内协同设计；另一个是专业间的协同设计，即专业之间的碰撞检测及其之后的设计调整。前者按照设计规范来进行设计，并能适应建筑、结构、设备等各专业之间的功能需求，后者则是按照施工规范及设计的相关要求，以达到业主的功能要求。

4 结束语

在预制装配式混凝土结构设计中使用BIM技术，能够有效解决设计、施工以及构件加工之间所存在的对接不足的问题，减少资源的浪费。通过建立BIM的参数化构件族库，可以优化模型设计，合理利用劳动资源，提高工程质量。技术要点的设计，将更加规范的推动BIM三维制图技术与装配式结构设计二者相结合并运用于实践方面的大局势。

参考文献

[1] 宫文军，曹杨，巩俊松.基于BIM技术的装配式构件系统设计与优化[J].安装，2014，（01）：55-57.

[2] 姬丽苗，张德海，管梽瑜，等.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].土木建筑工程信息技术，2013，5（01）：54-56.