基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計思考

文/楊長艷 阿克蘇四方建筑設(shè)計院有限公司 新疆阿克蘇 843000

近年來，我國的建筑產(chǎn)業(yè)化得到了很大的推進(jìn)，將來建筑行業(yè)的發(fā)展方向必然是信息化、工業(yè)化、綠色以及高效。而這時出現(xiàn)的新型裝配式建筑建造方式正好使這一需求得到了充分的滿足。裝配式建筑的不斷發(fā)展和推廣能夠有效的轉(zhuǎn)變建筑行業(yè)以往粗放的經(jīng)營模式，使其向集約化方向轉(zhuǎn)變，同時這也革新了建造方式。當(dāng)前，建筑生產(chǎn)方式的工業(yè)化已經(jīng)實現(xiàn)，最為顯著的特征就是在流水線上能夠標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化的生產(chǎn)構(gòu)件。

1、BIM技術(shù)和裝配式建筑設(shè)計建造

所謂的BIM技術(shù)就是指建筑信息模型。這種技術(shù)的基礎(chǔ)是工程項目的紛繁復(fù)雜、各種各樣的信息數(shù)據(jù)，然后利用計算機(jī)三維數(shù)字技術(shù)將三維建筑模型有效的建立起來，并對建筑物所具有的各種信息進(jìn)行模擬。這些信息內(nèi)容中非幾何形狀的信息有很多，并不單單是三維幾何形狀，例如材料的性能和項目的進(jìn)度等等。

2、BIM在裝配式建筑設(shè)計階段的運用

2.1 實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計

雜預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計階段應(yīng)用BIM技術(shù)手段，能夠很好的整合和共享構(gòu)件模型信息。相比于二維平面設(shè)計，BIM技術(shù)在建模過程中使用的是3D 技術(shù)，以參數(shù)化的設(shè)計方式創(chuàng)建預(yù)制構(gòu)件的信息化資源庫，在這個平臺上設(shè)計人員可以有效的整合各種構(gòu)件材料的類型和尺寸大小等信息，從而使各個種類的預(yù)制構(gòu)件“族”庫能夠有效的搭建起來。各專業(yè)的設(shè)計人員要篩選和優(yōu)化同類型的“族”，并在構(gòu)件資源庫中找到與之相應(yīng)的“族”庫將其添加進(jìn)去。不斷充實和擴(kuò)大的“族”庫能夠預(yù)制構(gòu)件的模數(shù)尺寸和標(biāo)準(zhǔn)形狀越來越規(guī)范化。這樣能夠使建筑構(gòu)件的通用設(shè)計規(guī)范和相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)更加的合理和科學(xué)。在模型的搭建過程中應(yīng)用BIM技術(shù)需要三個步驟：第一步是制定標(biāo)準(zhǔn)，第二步是搭建模型；第三步是應(yīng)用。BIM模型中圖形單元有很多，但是其中任何一個圖形單元都包含了構(gòu)件所有的參數(shù)，例如材質(zhì)、尺寸以及類型等等，通過參數(shù)來設(shè)置構(gòu)件模型，這樣就能夠相互關(guān)聯(lián)BIM模型中的各個子模塊。相關(guān)的設(shè)計人員如果修改或者完善構(gòu)件模型中的任何一個參數(shù)，那么就能夠迅速的更新與之相關(guān)聯(lián)的所有構(gòu)件，這樣圖紙之間信息不一致或者信息錯漏的現(xiàn)象就能得到有效的避免。創(chuàng)建完成BIM模型之后，是否將各個構(gòu)件數(shù)量表和二維CAD 圖紙導(dǎo)出可以根據(jù)實際的工作需要自行決定，這樣能夠大大提高工作效率。此外，設(shè)計單位還要充分的利用可視化的三維模型主動的與施工單位、構(gòu)建生產(chǎn)商等進(jìn)行溝通和交流，從而使設(shè)計中的矛盾和缺點能夠提前發(fā)現(xiàn)，并及時的調(diào)整和完善設(shè)計方案，這樣在項目的后續(xù)階段各個參建單位的協(xié)同配合才能夠更加的默契。

2.2 各專業(yè)協(xié)同工作，減少設(shè)計誤差

一個裝配式建筑的形成，第一步是預(yù)制好裝配式建筑中的構(gòu)配件，第二步要運輸構(gòu)配件到施工現(xiàn)場，最后將施工現(xiàn)場的構(gòu)配件吊裝和拼接起來形成一個完整的建筑物。從開始設(shè)計預(yù)制構(gòu)件，到工廠預(yù)制生產(chǎn)，再到吊裝拼接，直至完成裝修裝飾，這每一個階段都需要各個專業(yè)的人員協(xié)同設(shè)計整個建筑工程。協(xié)同設(shè)計整個建筑工程時有兩個部分的內(nèi)容最為重要：其一是專業(yè)內(nèi)的協(xié)同設(shè)計，也就是說對設(shè)計的優(yōu)化和深化工作都在專業(yè)內(nèi)部展開；其二就是專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計，也就說各個專業(yè)之間先進(jìn)行碰撞檢測，然后對檢測中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時的調(diào)整。前者的設(shè)計遵照設(shè)計規(guī)范的要求，能夠使結(jié)構(gòu)、設(shè)備等各個專業(yè)之間的功能需求得到充分的滿足，而后者主要是遵照設(shè)計以及施工規(guī)范的要求，使業(yè)主的功能需求得到充分的滿足。在建設(shè)裝配式建筑建的整個過程中需要各個專業(yè)的設(shè)計人員來進(jìn)行不同的工作，如構(gòu)件的設(shè)計、構(gòu)件的生產(chǎn)、構(gòu)件的裝配施工等等。各個專業(yè)的設(shè)計人員只有在工作上協(xié)調(diào)一致、密切配合，才能夠把整個裝配式建筑更好的完成[4]。

3、BIM在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)階段的運用

裝配式建筑建造技術(shù)的一個顯著特點就是分開進(jìn)行預(yù)構(gòu)件的生產(chǎn)工作和裝配工作，而且生產(chǎn)這個環(huán)節(jié)是非常關(guān)鍵的，這直接影響到以后的施工工作和建筑的質(zhì)量。二維圖紙使用線條對建筑信息進(jìn)行表達(dá)，在這種情況下建筑的三維特征就無法真實的反應(yīng)出來。生產(chǎn)工人在生產(chǎn)過程中要把自己的空間想象力充分的發(fā)揮出來，這樣才能夠?qū)⒛骋惶囟ǖ臉?gòu)件構(gòu)造形式制造出來。在生產(chǎn)階段將BIM模型數(shù)據(jù)調(diào)出來加以利用可以精確的統(tǒng)計工程量，從而使成本得到有效的降低，使浪費得到有效的減少；預(yù)制構(gòu)件深化圖紙可以通過BIM模型導(dǎo)出來對加工廠的構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)，也可以與工廠的加工生產(chǎn)信息化管理信息進(jìn)行對接，將相關(guān)模型的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)控加工設(shè)備中進(jìn)行無紙化施工。在預(yù)制構(gòu)件廠中可以標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化的生產(chǎn)構(gòu)件，生產(chǎn)廠家對預(yù)制構(gòu)件材質(zhì)和尺寸的選用可以直接通過BIM信息交互平臺來實現(xiàn)，不僅如此通過BIM信息交互平臺還可以深化設(shè)計需要調(diào)整的構(gòu)件模型、對構(gòu)件的生產(chǎn)計劃重新進(jìn)行擬定從而使生產(chǎn)更加的高效和有序。

結(jié)語：

綜上所述，當(dāng)前我國建筑產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型發(fā)展需要有BIM技術(shù)作為重要的支撐，在裝配式建筑建造的各個階段應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠使它的作用和優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，這對我國建筑產(chǎn)業(yè)化和信息化發(fā)展具有很大的推動作用。