淺談BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

茹良

摘 要：本文圍繞BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用展開探討，先簡要介紹了BIM技術(shù)的基本概念，然后根據(jù)實(shí)際案例，綜合論述了該技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，以期完善裝配式建筑設(shè)計(jì)的綜合水平。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；BIM技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)

1 引言

BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，執(zhí)行階段性分析，可切實(shí)保證建筑設(shè)計(jì)的可行性。

2 簡述BIM技術(shù)的基本概念

針對(duì)BIM技術(shù)的基本概念與內(nèi)涵，可以從廣義和狹義兩個(gè)維度來闡述。狹義概念是指構(gòu)建三維立體可視化建筑模型，而廣義則是針對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與協(xié)調(diào)管理，整合與階段性工程有關(guān)的數(shù)據(jù)信息。現(xiàn)如今將BIM技術(shù)拓展應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有實(shí)際意義，且BIM技術(shù)覆蓋各個(gè)工程環(huán)節(jié)，能夠有效促進(jìn)各基礎(chǔ)工序的協(xié)調(diào)配合與銜接。

從建筑工程生命周期角度來說，傳統(tǒng)工程建設(shè)在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，為滿足整體施工需求，需要將三維數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化成二維圖紙。然而，在建筑施工過程中，施工技術(shù)人員又需將二維圖紙轉(zhuǎn)化為三維立體模型執(zhí)行基礎(chǔ)操作。在應(yīng)用BIM技術(shù)后，可精細(xì)化處理設(shè)計(jì)階段所構(gòu)建的立體建筑模型，并整合管理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)涉及的基本數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)圖紙的合理性與準(zhǔn)確性。

從宏觀角度來說，BIM技術(shù)的高效應(yīng)用可將建筑工程所涵蓋的數(shù)據(jù)信息合理分化到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程，在審核圖紙時(shí)，通過各專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員的磋商，及時(shí)解決圖紙中存在的突出性問題，提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)效率與精確性。

3 綜合論述BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)分析模型與BIM結(jié)構(gòu)模型的轉(zhuǎn)化

BIM建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心是利用專業(yè)接口將Revit建筑模型導(dǎo)入結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件，在確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，再將結(jié)構(gòu)分析模型導(dǎo)入Revit，打造具有整體性特征的結(jié)構(gòu)模型體系，從多維度審視建筑模型，并添加標(biāo)注，形成完整的施工文檔。

3.2 BIM技術(shù)可優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，調(diào)整基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)

在優(yōu)化調(diào)整過程中，BIM技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用，結(jié)合協(xié)調(diào)管理及參數(shù)預(yù)設(shè)可知，如何解決傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)存在的突出性問題成為重中之重。由于設(shè)計(jì)變更難度系數(shù)較高，結(jié)合各類具有代表性的問題，在選址過程中，要充分發(fā)揮場地預(yù)設(shè)模式的優(yōu)勢價(jià)值。綜合考量工程建設(shè)定位與評(píng)估模式可知，傳統(tǒng)建筑工程設(shè)計(jì)符合定量要求，在整個(gè)分析與管理過程中，要確定構(gòu)件的尺寸參數(shù)。

結(jié)合工程屬性與其它基本要求，提前構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，再根據(jù)模型參數(shù)優(yōu)化方案。另外，參照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行立體分析，而后提前采取還原處理。如果設(shè)計(jì)指標(biāo)不合理，就會(huì)增加經(jīng)濟(jì)成本。在工期不斷延長后，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在構(gòu)建模型的過程中，需進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與計(jì)算。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在構(gòu)建模型的過程中，應(yīng)根據(jù)工程的延期概況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，掌握定額信息，參考預(yù)算架構(gòu)與實(shí)際誤差，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

3.3 布置預(yù)埋件

通常情況下，在設(shè)計(jì)裝配式建筑的過程中，要嚴(yán)格遵守拆分原則設(shè)定預(yù)制構(gòu)件與預(yù)埋件的基礎(chǔ)參數(shù)。此過程包含埋件的內(nèi)嵌族，能夠最大限度的提高預(yù)埋件布置效率，優(yōu)化構(gòu)件配置。但是，針對(duì)梁板結(jié)構(gòu)中的鋼筋吊鉤環(huán)來說，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特征與實(shí)際需求設(shè)計(jì)吊鉤形狀。一般來說，可參照實(shí)際設(shè)計(jì)需求調(diào)整對(duì)應(yīng)位置，并結(jié)合工程概況調(diào)整鋼板高度、預(yù)制柱與墻體連接參數(shù)，將參數(shù)關(guān)聯(lián)設(shè)置為全局參數(shù)，由此，確保柱體連接構(gòu)件的合理性。梁上吊鉤可以對(duì)Dynamo中的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用和平移來構(gòu)建吊鉤形狀多段線，進(jìn)而增強(qiáng)吊鉤連接梁體點(diǎn)位的準(zhǔn)確性，優(yōu)化梁上吊鉤布置。

3.4 合理配置鋼筋

在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段，可參照構(gòu)件中鋼筋的構(gòu)造要求與拆分原則，完善鋼筋布置的基本流程，然后通過二次調(diào)用，確保鋼筋基礎(chǔ)參數(shù)符合實(shí)際需求。本文以預(yù)制梁為例，著重分析鋼筋的布置規(guī)則，具體內(nèi)容如下所述：

①在施工過程中，針對(duì)后澆段施工作業(yè)要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確?？v筋斷開的合理性，并預(yù)留一定長度的后澆段，確保其滿足套筒安裝的實(shí)際需求；②在梁端準(zhǔn)確劃分定箍筋加密設(shè)置區(qū)范圍，并將其余部分作為非加密區(qū)，確保箍筋數(shù)量滿足實(shí)際需求，箍筋間距與縱筋斷開位置符合標(biāo)準(zhǔn)要求。之后，通過高效應(yīng)用BIM技術(shù)來完成箍筋與梁縱筋的配置。

3.5 基于BIM技術(shù)對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)

在制定施工規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，由于BIM建筑模型中的樓板、墻體等基礎(chǔ)構(gòu)件屬于有機(jī)結(jié)合體，因此在設(shè)計(jì)過程中，需嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)要求，將模型拆分成由各個(gè)工廠獨(dú)立生產(chǎn)的建筑構(gòu)件，然后按照預(yù)先制定的圖紙加工整合。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，要嚴(yán)格遵守工廠的生產(chǎn)加工要求與統(tǒng)一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則合理拆分構(gòu)件，確保拆分工藝多套組合，盡可能統(tǒng)一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。一方面，滿足工程的實(shí)際需求，另一方面，提高工廠的生產(chǎn)效率。預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)至裝配建筑施工現(xiàn)場后，要進(jìn)行臨場裝配設(shè)計(jì)。在明確BIM構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)基本原則后，構(gòu)建深化的立體建筑模型，且按照基本要求將完整的建筑構(gòu)件拆分成各個(gè)工廠可直接加工生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，進(jìn)而高效完成預(yù)制構(gòu)件裝配與鋼筋配置等基礎(chǔ)工作。BIM的拆分設(shè)計(jì)可以更加全面且直觀的表達(dá)各個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)件的連接關(guān)系，完善拆分設(shè)計(jì)，以減小二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的盲點(diǎn)，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤差出現(xiàn)的概率，確保模型轉(zhuǎn)化過程中數(shù)據(jù)信息的完整性與準(zhǔn)確性，并在裝配式建筑設(shè)計(jì)安裝領(lǐng)域發(fā)揮出優(yōu)勢價(jià)值。

4 實(shí)際案例分析

以某地公租房建設(shè)項(xiàng)目為例，經(jīng)專業(yè)測量可知，該工程占地面積達(dá)到20萬平方米，地上部門共20層，地下2層，屬于商住混合項(xiàng)目。該工程主體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部裝飾裝修采取BIM技術(shù)與裝配式產(chǎn)業(yè)化協(xié)調(diào)運(yùn)用的模式，強(qiáng)化房屋建筑質(zhì)量。

4.1 構(gòu)件戶型產(chǎn)品庫

基于BIM技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建戶型產(chǎn)品庫。該工程項(xiàng)目戶型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)主要包括樓棟基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、公共空間基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、戶型基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、各功能空間基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)等。

4.2 構(gòu)件部品庫

基于BIM技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建部品庫。該工程項(xiàng)目以BIM建筑模型為基礎(chǔ)，拆分細(xì)化盥洗室、收納隔墻、基礎(chǔ)配套設(shè)施等內(nèi)裝部品，構(gòu)建與拆分模型動(dòng)態(tài)鏈接的二維圖紙，并將成品部品運(yùn)送至裝配施工現(xiàn)場。

4.3 拆分裝配式構(gòu)件

該工程采用預(yù)制構(gòu)件裝配式結(jié)構(gòu)打造加強(qiáng)區(qū)結(jié)構(gòu)。經(jīng)粗略估計(jì)，該工程標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的PC率達(dá)到50%。其中，陽臺(tái)板為3.54立方米，疊合樓板預(yù)制樓梯板與外墻板分別為25.3立方米和46.4立方米。

5 結(jié)束語

綜上，BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的拓展應(yīng)用，不僅可以最大限度的提高裝配式建筑的質(zhì)量安全等級(jí)，改善施工效率，還能控制成本消耗，確保整體工程建設(shè)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以此促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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