淺析基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張盼盼

摘 要：在現(xiàn)階段的建筑業(yè)中，混凝土建筑物占有相對(duì)較高的比例。混凝土結(jié)構(gòu)如果運(yùn)用預(yù)制裝配的方式制成，那么將有助于減少預(yù)制混凝土消耗的總成本，同時(shí)也簡(jiǎn)化了全過(guò)程的預(yù)制裝配操作。近些年來(lái)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)預(yù)制裝配混凝土?xí)r更多運(yùn)用了BIM手段，BIM技術(shù)本身具有信息化的顯著特征，對(duì)于此類(lèi)技術(shù)有必要將其靈活運(yùn)用于建筑物相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，探求可行的設(shè)計(jì)模式與設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU375? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 BIM技術(shù)具備的特征及其內(nèi)涵

BIM技術(shù)也叫作建筑信息模型，此類(lèi)技術(shù)本身具有三維數(shù)值的特征，其主要涉及三維模型的全面構(gòu)建。具體將上述模型運(yùn)用于現(xiàn)階段的建筑領(lǐng)域時(shí)，關(guān)鍵在于統(tǒng)計(jì)整個(gè)工期，通過(guò)施行全方位的建筑信息收集來(lái)模擬建筑施工特征。因此可見(jiàn)，BIM技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)在于可視化與模擬化的建筑物設(shè)計(jì)，通過(guò)收集信息來(lái)實(shí)現(xiàn)建模處理。目前，很多領(lǐng)域都已運(yùn)用了上述的三維建模手段，BIM技術(shù)因而體現(xiàn)出了獨(dú)特的建模操作優(yōu)勢(shì)。

在混凝土的各類(lèi)建筑物中，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)具備的典型特征就在于預(yù)先制成混凝土構(gòu)件，然后即可隨時(shí)將其運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)施工中。因此，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上屬于現(xiàn)澆型的特殊混凝土構(gòu)造，其中包括混凝土裝配以及結(jié)構(gòu)連接。具體在完成全過(guò)程的建模操作時(shí)，運(yùn)用BIM手段可以隨時(shí)輸入相應(yīng)的三維數(shù)值，從而生成了精確度較高的建筑物平面圖、混凝土立面圖以及剖面圖。

在某些情形下，如果有必要更改某些特定的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，則與之有關(guān)的信息與數(shù)值就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)更改。由此可見(jiàn)，BIM技術(shù)應(yīng)當(dāng)能夠覆蓋全過(guò)程的建筑建模操作，針對(duì)其中涉及的工程進(jìn)度監(jiān)管、工程設(shè)計(jì)管理、采集工程信息與其他流程都能夠納入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的視角下，具體流程如圖1所示。

2 對(duì)于預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用BIM的重要意義

首先是加快原有的工程建設(shè)進(jìn)度。從目前現(xiàn)狀來(lái)看，現(xiàn)階段較多房屋都是運(yùn)用預(yù)制裝配的方式建造而成的。因此在涉及建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體在實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員如果選擇了BIM建模作為其中的核心設(shè)計(jì)手段，則能夠創(chuàng)建多部門(mén)協(xié)同的新型設(shè)計(jì)模式，確保生產(chǎn)商、建筑設(shè)計(jì)單位、建筑施工單位能夠進(jìn)行全面配合，象在構(gòu)件制作與構(gòu)件安裝的全過(guò)程中，運(yùn)用BIM方式可以顯著縮減整體的設(shè)計(jì)成本，保證工程進(jìn)度并且優(yōu)化施工質(zhì)量。

其次是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。預(yù)制裝配式設(shè)計(jì)運(yùn)用BIM的設(shè)計(jì)方式，因此在客觀上體現(xiàn)了更優(yōu)的建筑設(shè)計(jì)精度。與此同時(shí)，BIM技術(shù)還能夠全面覆蓋現(xiàn)場(chǎng)施工、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工混凝土構(gòu)件等各個(gè)操作流程。相比于原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，BIM設(shè)計(jì)模式體現(xiàn)出更優(yōu)的協(xié)同性，因此能夠在根本上增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)的實(shí)效性并且保證了多部門(mén)之間的緊密配合。在BIM平臺(tái)的輔助下，設(shè)計(jì)部門(mén)就可以擬定相應(yīng)的預(yù)制裝配圖紙，然后運(yùn)用模型拆解的方式來(lái)精確判斷預(yù)制裝配施工涉及的吊裝支撐部位、生成模型的進(jìn)度、脫模情況與其他有關(guān)情況。在此前提下，BIM技術(shù)符合一體化建造的基本目標(biāo)。

最后是開(kāi)展一體化的建筑設(shè)計(jì)。近些年來(lái)，建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域運(yùn)用的一體化模式已經(jīng)受到了較多企業(yè)關(guān)注，這是由于一體化模式具有突顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其能夠緊密結(jié)合各個(gè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)流程與設(shè)計(jì)步驟。在BIM模型的輔助下，運(yùn)用一體化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的三維模型設(shè)計(jì)，其中包括針對(duì)建筑物外墻板、疊合支撐板、建筑樓體與其他部位的全方位設(shè)計(jì)。除此以外，一體化設(shè)計(jì)還能借助三維模擬的途徑與方式來(lái)呈現(xiàn)直觀的現(xiàn)場(chǎng)施工現(xiàn)狀，確保妥善完成全方位的技術(shù)交底。因此可知，運(yùn)用BIM建模手段可以提升現(xiàn)階段的預(yù)制裝配式質(zhì)量控制水準(zhǔn)，對(duì)于當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化施工模式予以全方位的推廣。

3 具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果選擇了預(yù)制裝配式的特殊設(shè)計(jì)模式，那么意味著將會(huì)減少綜合性的建筑設(shè)計(jì)資金與設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也優(yōu)化了全過(guò)程的建筑質(zhì)量控制。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段相比，BIM建模方式體現(xiàn)出更優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)效性，這是由于運(yùn)用此類(lèi)建模方式可以著眼于全方位的建筑施工與建筑設(shè)計(jì)監(jiān)管。在當(dāng)前的實(shí)踐中，關(guān)于預(yù)制裝配式的特殊混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)關(guān)注以下的BIM運(yùn)用要點(diǎn)。

3.1 選擇合適的設(shè)計(jì)軟件

從現(xiàn)狀來(lái)看，有關(guān)部門(mén)已經(jīng)能夠靈活選擇多樣化的設(shè)計(jì)軟件。但是在涉及不同種類(lèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，與之有關(guān)的軟件種類(lèi)也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)其差異性。因此在全面施行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該選擇與之相適應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)軟件。具體而言，關(guān)于BIM建模可以?xún)?yōu)先選用Autodesk類(lèi)型的軟件，這是由于此類(lèi)建模軟件能夠緊密銜接各個(gè)設(shè)計(jì)流程，從而保證了整個(gè)建筑物外觀的合理性。

與此同時(shí)，上述建模軟件還能用來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位的碰撞檢測(cè)并且擬定可行的施工規(guī)劃，確保其符合可持續(xù)的建模設(shè)計(jì)宗旨與目標(biāo)。在此前提下，Autodesk的自動(dòng)建模軟件還可以密切銜接現(xiàn)有的建設(shè)單位、項(xiàng)目工程師、項(xiàng)目業(yè)主以及承包商，針對(duì)不同種類(lèi)的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)都可以選擇與之相符的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式。象設(shè)計(jì)人員可以視情況修改軟件為其提供的樣板文件，在PC軟件的輔助下適當(dāng)修改當(dāng)前的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)于BIM類(lèi)型的軟件一般可以將其分成載入、內(nèi)建與系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員在選擇上述不同軟件的前提下，都可以借助直接建模的方式來(lái)制成施工圖紙。

3.2 多部門(mén)之間密切進(jìn)行配合

各個(gè)部門(mén)之間應(yīng)當(dāng)密切配合，在各方的配合下才能顯著優(yōu)化預(yù)制裝配式的基本施工質(zhì)量。象針對(duì)預(yù)制樓板與預(yù)制外墻而言，設(shè)計(jì)人員就需要隨時(shí)溝通項(xiàng)目勘測(cè)部門(mén)以及項(xiàng)目施工方，從而全面明晰混凝土本身具備的各項(xiàng)基本性能，在此前提下著眼于優(yōu)化現(xiàn)有的混凝土設(shè)計(jì)模式。

3.3 做好二次性的軟件開(kāi)發(fā)

Autodesk的自動(dòng)化軟件可以運(yùn)用二次開(kāi)發(fā)的方式加以?xún)?yōu)化與改進(jìn)，二次開(kāi)發(fā)軟件有助于節(jié)約時(shí)間并且簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。但是截至目前，設(shè)計(jì)人員如果要加載或者編輯某些特定的項(xiàng)目文件，那么仍然無(wú)法將其加載到其他有關(guān)項(xiàng)目中，而只能在原有的文件中予以操作。

4 結(jié)語(yǔ)

近些年以來(lái)，BIM技術(shù)逐漸受到較多建筑企業(yè)的認(rèn)同。通過(guò)運(yùn)用信息化手段來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以顯著減少綜合性的建筑設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也符合一體化的新型建筑設(shè)計(jì)模式。

參考文獻(xiàn)

[1]馮國(guó)華.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建造技術(shù)進(jìn)展研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（1）：39-40.