BIM技術下預制裝配式混凝土的設計分析

侯蕾

摘要： BIM技術的出現和應用，為我國推行的裝配式建筑設計提供強有力的技術保障。疊合板樓蓋體系是裝配式混凝土結構體系中的重要組成部分。在裝配式樓蓋體系中疊合板的生產過程中，創建不同標準的BIM預制構件庫，按照業主不同需求進行相應的設計，不僅滿足了工廠規模化、自動化加工要求，更滿足了現場的高效組裝要求。

關鍵詞：BIM技術;預制裝配式混凝土;結構設計

面對當前建筑結構的局限性，同時為了實現傳統施工技術的有效突破，可以加強預制裝配式建筑結構的推廣，從而更好地推動建筑行業的發展。通過對 BIM 技術進行科學合理的應用，能夠使構件加工中存在的眾多問題得到妥善的解決，使資源得到有效的利用，減少資源浪費，使工程的成本在得到很大程度的降低，在模型構建的過程中根據工程的進度不斷進行合理設計，使各項資源得到優化配置，使工程質量全面提升。

一、BIM的功能與發展

BIM即建筑信息模型，是以三維數字技術為基礎、集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。BIM將建筑項目生命期不同階段的數據/過程資源都囊括在內，且支持建設項目生命周期中動態的工程信息創建/管理和共享，不僅能夠大大降低建筑工程的風險，還能夠有效提高效率。裝配式建筑的核心是“集成”，BIM技術是“集成”的手段，串聯起設計、生產、施工、裝修和管理的全過程，服務于裝配式建筑全生命周期。裝配式建筑的核心是集成性，目前我國開發的不少裝配式建筑項目中，不乏有設計方運用BIM-Revit進行建筑、結構、機電的集成設計。從方案到施工圖，工廠制作和運輸，現場裝配全過程，甚至考慮到建筑日后的拆除，真正實現了建筑全生命周期的設計和控制。比如：通過BIM提前檢驗防治鋼筋碰撞的情況;建筑工業化工廠的本地化確保疊合板在運輸過程中的安全;BIM技術協調部件生產與施工進度，避免現場堆放，高效的建筑工業化確保建造質量與速度等等方面。無不顯示出BIM技術在裝配式建筑設計中的強大功能和全面控制作用。

二、 BIM技術在預制裝配式混凝土結構中的應用優勢

（一） 信息監測

在對工程進行相關設計的過程中，其眾多環節中多包涵的內容不盡相同，這些內容往往是相對獨立的，設計者將這些信息進行整合時需要花費大量的時間，除此之外還會給工程帶來一定的風險，BIM 技術能夠改善這一狀況。使用 BIM 來建立一個共享的平臺，將各項信息進行整合進行形成直觀的模型，使各項內容得到良好的融合，方便設計人員對信息進行檢測，在模型中尋找各個信息的契合點，對結構進行全面的檢測，使其結構更加安全穩定。

（二）圖紙應用

在對PC結構進行設計前，要對工程的整個概況進行充分的了解進而使用BIM來對其進行設計。首先，通過對BIM的應用來建立模塊，在其中要對預留洞口進行特別的重視，對其設計要符合工程的整體概況;其次，建筑工程一般通過在混凝土上開孔來使管道的施工更加便捷，而在PC構件中，其在成型之后不能夠進行開孔，因此應在設計圖紙中對這一現象進行標注從而，使構件的制作的質量得到有效的保障;最后，通過BIM來對各個環節進行合理施工，確保PC構件無其他問題的發生。

（三）質量和效率

對 PC 構件建立相應的 BIM 構件系統，使各個企業在對構件進行制作的過程中能夠協調合作，使構件的建造更加科學合理，減少人力物力的投入，使材料得到合理的控制，促進生產效率的不斷提高。除此之外，使用 BIM技術進行三維模型的構建能夠使各項施工流程直觀展現，對施工周圍的環境和構件的設置有著良好的指導作用，進而使工程的質量得到顯著提高。

三、設計方法

（一）參數設計

使用BIM技術對構件進行相應的參數設計能夠使其質量得到保障。在進行設計時對相關的構件進行按要求進行分類，對功能不同的構件進行分析建模并得出其實際的設計參數，建立標準的設計指數，使其設計能夠更加的精準，要求相關工作人員在對構件進行制作時一定要遵循BIM計算的相關參數，進而確保各個構件的質量，使其在具體施工中發揮出巨大的作用，使其適應度達到最高。

（二） 圖紙模型

BIM 技術所構建的模型一般都是三維模型，但在一定程度上還會構建相關的二維模型，通過對其進行應用，將 PC 構件的各項信息進行表述，使構件的模型直接通過BIM 展現，通過對圖紙進行觀看，能夠清晰觀察構件的構成，除此之外還可以通過離散的圖紙對各種信息進行相應的整合，將其結合到同一模型中，使建筑企業和生產企業得到緊密的聯系，使構件的制作的質量得到顯著提升。

（三）設計思路

在對 PC 結構進行設計時要明確設計思路，設計時應根據 PC 結構的相應標準要求和其模型建立的參數進行精準設計。對預制配置構件的各項數據進行全面的收集，通過這些數據進行三維模型的建立，首先，要建立模型數據庫，將各個構件的信息進行整和，對模型的建立提供數據的支持;其次，對工程的狀況進行全面的分析，構件 PC 構架，使設計者在對其進行設計時更加方便，在很大程度上使其工作效率得到提升;最后，根據工程的具體需求來進行模型的建立，使結構設計的效能得到最大限度的發揮，使設計工作更加順利的進行。

（四） 預制裝配式剪力墻結構體系設計

結構構件的主要組成部分為板結構、剪力墻結構和梁結構，此外，它還可以由預制的混凝土構件組成，如層合板、預制墻板和疊層梁等。在預制裝配式剪力墻結構設計中，須根據實際情況選擇是采用半預制還是采用全預制剪力墻結構。為了保證結構質量，設計過程中還需要考慮以下幾點：①在橫墻結構設計時，可根據情況，采用預制的承重墻板結構或輕墻面板兩端山墻以滿足預制承重墻體滿足側向力計算結果或結構部件的實際需要;②在對豎向抗側力設計時，對于不同部位的結構要保證主要豎向承重鋼筋注漿錨桿和連接通過各種現澆在一起;③規則需要和兩個方向的動態特性應盡可能接近且保持平面形式;④在 E 連接結構設計時，要確保機械完整性和連續性。

（五） 構件族和軟件開發

在上述軟件中對系統族進行具體的命名，在此之后對建立相應的模板，設計者可以對其中的任意文件進行編輯，在此應注意的是該編輯只能在具體內容中，其加載也只是在內部，系統族主要有屋頂、墻體等內容，通過對該軟件進行操作使 PC 構件得以生成，進而將其圖紙進行直觀展示。對上述軟件進行二次開發對結構的設計有著巨大的促進作用，能夠使設計的時間大大縮短，使工作效率和結構質量同時得到提高，對結構設計的穩定性和抗震性起到良好的作用。

四、結語

科技是第一生產力，對先進技術加以運用能夠使工程的建造更加完善，使建筑業的發展更加繁榮。在對PC結構進行設計時，使用BIM技術來對其進行三維模型的建立，充分實現對其的分析和查漏補缺，使結構設計更加科學合理，提高設計的效率，使各項資源得到高效配置，避免工期延誤現象的發生，提高工程建造的整體質量，促進企業的進步，實現中華民族的偉大復興。

參考文獻：

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