基于BIM技術(shù)的裝配式預(yù)制構(gòu)件庫研究

張玉琢 張德海 張岐

摘? 要：裝配式建筑的推廣能夠使資源得到節(jié)約，可以減少施工所帶來的各種污染，同時也可以在保證施工質(zhì)量的同時有效提升工作效率和施工人員的安全。文章研究了預(yù)制構(gòu)件BIM數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法，試圖為裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一種新的思路，最終可以實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、施工的一體化建造。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式;預(yù)制構(gòu)件;數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）06-0141-02

引言

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的基礎(chǔ)，裝配式建筑的建造是基于預(yù)制構(gòu)件進行系統(tǒng)集成實現(xiàn)建筑功能并滿足各層用戶需求的過程。裝配式建筑必須要求打破傳統(tǒng)的先專業(yè)拆分設(shè)計后施工的模式，轉(zhuǎn)到以設(shè)計師牽頭，進行建筑系統(tǒng)集成、建筑產(chǎn)品化的思路上來。預(yù)制構(gòu)件BIM數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建研究是裝配式建筑實現(xiàn)集成設(shè)計、智能制造、虛擬建造的重要實現(xiàn)基礎(chǔ)，可以在更高層次上實現(xiàn)裝配式建筑全流程全專業(yè)全產(chǎn)業(yè)的一體化集成，而不僅僅把BIM數(shù)據(jù)庫作為三維模型的儲存空間[1-4]。

本文研究構(gòu)建預(yù)制構(gòu)件BIM數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生的一系列應(yīng)用技術(shù)成果可深度契合到工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制裝配式混凝土建筑體系中，能夠推動建設(shè)工程的預(yù)制和裝配技術(shù)，提高建筑工業(yè)化技術(shù)集成水平。

1 預(yù)制構(gòu)件BIM數(shù)據(jù)庫基本原理

1.1 預(yù)制構(gòu)件的模數(shù)化設(shè)計

現(xiàn)如今裝配式設(shè)計方法和結(jié)構(gòu)體系類型層出不窮，但是預(yù)制構(gòu)件與部品的模數(shù)化設(shè)計概念并不強，預(yù)制構(gòu)件為了預(yù)制尺寸而預(yù)制生產(chǎn)。因此，模數(shù)化設(shè)計是必須預(yù)制構(gòu)件與部品首要遵循的前提，以用來協(xié)調(diào)尺寸。

1.2 BIM構(gòu)件庫的功能分析

通過對裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件研發(fā)系統(tǒng)框架的研究，希望BIM構(gòu)件庫可以實現(xiàn)的功能主要可以歸納有以下內(nèi)容：

（1）預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法采用了搭積木的方式進行虛擬建造，各構(gòu)件如何組合成型，是預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)必須解決的關(guān)鍵問題，而且現(xiàn)階段暫未出現(xiàn)成熟的拆分-組合方法。構(gòu)建優(yōu)秀的預(yù)制裝配式BIM構(gòu)件庫，為預(yù)制構(gòu)件間的合理有效的組合提供原材料。因此，BIM構(gòu)件庫必須提供優(yōu)秀的實體模型。

（2）BIM構(gòu)件庫為BIM模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析提供信息支撐，其本質(zhì)上是研發(fā)基于BIM構(gòu)件庫的自主預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計BIM平臺。因此，BIM構(gòu)件庫必須提供完備的參數(shù)信息。

1.3 實現(xiàn)一體化建造

BIM構(gòu)件庫是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)，便可以實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計精度的提升，實現(xiàn)覆蓋設(shè)計、構(gòu)件加工、現(xiàn)場施工等。搭建出預(yù)制裝配式BIM模型能夠在一定程度上強化設(shè)計與施工、生產(chǎn)之間的聯(lián)系。

2 BIM構(gòu)件庫創(chuàng)建的關(guān)鍵技術(shù)

基于BIM構(gòu)件庫的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法能夠高效地進行運用的核心是建筑數(shù)據(jù)的高度共享，而要想達到高度的數(shù)據(jù)共享，就要把通用性較強的構(gòu)件進行有效的管理，因此必須實現(xiàn)完善的預(yù)制構(gòu)件BIM構(gòu)件庫。它作為研究的核心內(nèi)容，需要持續(xù)不斷的進行理論上的研究以及實踐中的運用，使BIM構(gòu)件庫的實現(xiàn)成為可能。

2.1 BIM構(gòu)件庫的創(chuàng)建步驟

在實際的構(gòu)建完善構(gòu)件庫的過程中，普遍會進行如下的BIM構(gòu)件庫創(chuàng)建5大步驟，如圖1所示。

2.2 預(yù)制構(gòu)件的分類

對構(gòu)件進行標準化的分類是構(gòu)件錄入構(gòu)件庫首要流程，也是構(gòu)件檢索的重要影響因素。在實際的運用進程中，為了進一步地提升構(gòu)件庫的便捷性，要清楚了解我國目前技術(shù)成熟的裝配式結(jié)構(gòu)體系，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)國內(nèi)裝配式結(jié)構(gòu)中的BIM預(yù)制構(gòu)件分類體系。

2.3 預(yù)制構(gòu)件編碼錄入

構(gòu)件的標準化分類，僅僅是完成了對于構(gòu)件的選擇，而構(gòu)件庫的內(nèi)容上還有著較大的缺失。對于存儲在構(gòu)件庫中的各個構(gòu)件而言，為了達到良好的區(qū)分效果，必須要制定相應(yīng)的標識碼，并且做到一一對應(yīng)。預(yù)制構(gòu)件的編碼方法裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件為了保證編碼的簡單實用，需要統(tǒng)一形式編碼，如DL代表疊合梁，YZ代表預(yù)制柱。預(yù)制構(gòu)件分類編號，如圖2所示。

2.4 預(yù)制構(gòu)件信息錄入

在構(gòu)件設(shè)計的每個流程中，需要的信息數(shù)量是有著一定程度的差異的。在這樣的背景之下，要求必須要進行信息的進一步分級，在BIM構(gòu)件庫中的預(yù)制構(gòu)件信息錄入流程中，僅僅選取需要的信息深度就能夠達到操作的標準要求。

2.5 預(yù)制構(gòu)件審核入庫

對于剛上傳的構(gòu)件，檢索系統(tǒng)是無法檢索出結(jié)果的，系統(tǒng)會自動把構(gòu)件劃分到待檢中，根據(jù)不同的分類把用戶上傳的構(gòu)件分配到入庫界面中，等待統(tǒng)一審核。審核合格者正式入庫，審核不合格者刪除并提交反饋意見和反饋說明。這樣做的好處有兩個，其一是大大減輕了管理人員的負擔，其二是確保檢索構(gòu)件的可靠性與真實性。目前，人工審核仍然是驗證工作的主體，面對如此龐大的構(gòu)件信息，需要審核人員有足夠的耐心和細心，檢測構(gòu)件的各項功能是否滿足要求，只有在確保準確無誤后才能入庫，即通過審核的構(gòu)件能“真正入庫”，并能被檢索到。

2.6 BIM構(gòu)件庫的總體功能設(shè)計

裝配式建筑BIM構(gòu)件庫系統(tǒng)以視圖的形式表現(xiàn)出模塊的各項內(nèi)容，并以及相關(guān)的標準區(qū)劃出構(gòu)件庫的性能需求。在實際的設(shè)計過程中，因為項目中涵蓋了大量的信息數(shù)據(jù)，需要耗費較多的時間，為了提升操作的整體效率，進行了如圖3的功能設(shè)計。

3 結(jié)束語

BIM構(gòu)件庫的創(chuàng)建主要包括預(yù)制構(gòu)件BIM模型創(chuàng)建和BIM構(gòu)件庫的總體功能設(shè)計兩部分。通過對構(gòu)件分類、編碼及不同深度等級的信息完整錄入，選定利用Revit軟件平臺完成BIM預(yù)制構(gòu)件的創(chuàng)建，說明了BIM構(gòu)件庫總體功能設(shè)計框架，最終實現(xiàn)對預(yù)制構(gòu)件的入庫審核，對預(yù)制構(gòu)件進行合理、有效的存儲管理、修改和刪除、上傳、檢索、調(diào)用。

參考文獻：

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