基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探究

吳雁江

摘 要 隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛，尤其是在裝配式建筑中的應(yīng)用。BIM技術(shù)通過模擬技術(shù)可以有效提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，同時其強(qiáng)大的信息交互和管理功能，可以實(shí)現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同合作，降低設(shè)計中的誤差。本文對BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞 BIM技術(shù);裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用研究

1裝配式建筑簡介

裝配式結(jié)構(gòu)是指將建筑構(gòu)件預(yù)先通過科學(xué)合理的方式進(jìn)行裝配，在近年來非常流行。

裝配式建筑主要分為砌塊建筑和板材建筑，其中砌塊建筑一般廣泛應(yīng)用于3～5層建筑中，可以有效地節(jié)省空間和勞動力，其主要是通過水泥砂漿等來黏合，減少施工中的工作量。板材建筑是通過樓板和墻板等板材進(jìn)行裝配，其重量輕，效率高，使用面積大，板材建筑的優(yōu)化可以提高裝配化的程度[1]。

2BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)點(diǎn)

BIM技術(shù)的基礎(chǔ)是三維數(shù)字技術(shù)，利用其三維數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中監(jiān)理數(shù)字化建筑模型，對建筑工程的整個建設(shè)過程進(jìn)行模擬，其可視化功能強(qiáng)大，可以多部門、多專業(yè)協(xié)同工作。

首先BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用提高了其設(shè)計的精準(zhǔn)性，BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以進(jìn)行模擬構(gòu)造，提高了裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和精準(zhǔn)性，同時減輕了設(shè)計人員的工作量。

其次在裝配式建筑工程中，設(shè)計圖紙是非常重要的施工依據(jù)，是建設(shè)施工的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。一旦設(shè)計圖紙出現(xiàn)問題，需要施工方、甲方以及設(shè)計方等各方進(jìn)行溝通解決。而BIM技術(shù)在解決設(shè)計圖紙中的問題提供了重要依據(jù)，可以有效解決設(shè)計圖紙中的問題。

最后BIM技術(shù)除了具有模擬功能外，還可以模擬裝配式結(jié)構(gòu)建筑，以及一些對于設(shè)計人員來說很難完成的結(jié)構(gòu)視圖。例如裝配式結(jié)構(gòu)建筑中的熱傳導(dǎo)模擬機(jī)節(jié)能模擬等等。所以，BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高裝配式建筑的設(shè)計合理性和科學(xué)性[2]。

3BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在建筑設(shè)計過程中的應(yīng)用

首先是BIM模型的建立和圖紙繪制，BIM模式以3D技術(shù)為基礎(chǔ)，具有多重數(shù)據(jù)庫，其各階段特點(diǎn)不同，各單元具有自己的應(yīng)用模型和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。BIM模型中，任何參數(shù)的改變都會影響整體結(jié)構(gòu)。因此，在建立BIM模型后，設(shè)計方在根據(jù)自身需求來進(jìn)行相關(guān)圖紙的設(shè)計。這種先構(gòu)建模型再進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計的方法可以優(yōu)化BIM技術(shù)，提升設(shè)計方和甲方以及施工方的溝通效率，及時修改完善圖紙，為以后的施工工作打好基礎(chǔ)。

其次是BIM技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中提供了多樣化的設(shè)計平臺，可以讓設(shè)計過程中各個專業(yè)的人員都參與進(jìn)行，進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，確保建設(shè)設(shè)計的完整性。設(shè)計各專業(yè)可以通過相關(guān)的碰撞軟件來進(jìn)行檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)信息平臺中的不對稱問題，并進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，解決相關(guān)問題，優(yōu)化設(shè)計方案，避免出現(xiàn)施工過程中不必要的返工。

3.2 BIM技術(shù)在運(yùn)營維護(hù)階段的運(yùn)用

BIM技術(shù)中的模型建立可以在建筑出現(xiàn)問題時及時發(fā)現(xiàn)，確定原因，并給出解決方案。

在建筑的運(yùn)營維護(hù)階段，維護(hù)人員可以通過相關(guān)數(shù)據(jù)的構(gòu)建來確保信息的可靠性，分析裝配式結(jié)構(gòu)中的能耗，采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行運(yùn)營管理，從而優(yōu)化裝配式結(jié)構(gòu)。

3.3 BIM技術(shù)在施工階段的運(yùn)用

首先是預(yù)制構(gòu)件的管理，裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件種類復(fù)雜，需要嚴(yán)格管理使用。因此，在現(xiàn)場管理中，可以通過BIM技術(shù)和其他管理方式相結(jié)合的方法進(jìn)行管理。預(yù)制構(gòu)件只有通過相關(guān)檢查，確認(rèn)信息無誤后才可以入庫存放，進(jìn)行設(shè)計。現(xiàn)場管理人員要嚴(yán)格管理，規(guī)范操作，對所有入場的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行仔細(xì)檢查。

其次是施工過程中的模擬，在裝配式建筑施工過程中可以通過BIM技術(shù)對施工過程進(jìn)行模擬仿真，模擬過程中需要工程各方進(jìn)行配合，對施工方案和施工流程進(jìn)行優(yōu)化完善，確保施工的有效性，避免出現(xiàn)重復(fù)勞動。同時過程模擬還可以加快裝配進(jìn)程，減少事故發(fā)生的概率。如果需要在施工過程中可以進(jìn)行多次的仿真模擬。

第三是施工過程中的成本控制，施工成本直接關(guān)系著建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以使整個建設(shè)過程更加科學(xué)合理，避免施工過程中出現(xiàn)重復(fù)工作和不必要的返工，杜絕了絕大部分的原材料和時間的浪費(fèi)，大大節(jié)省了施工成本，有效提升建筑公司的經(jīng)濟(jì)效益，對于建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展非常重要[3]。

4BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的點(diǎn)

首先要構(gòu)建和完善預(yù)制構(gòu)件庫，裝配式建筑中的構(gòu)件型號和尺寸非常多，給加工制作帶來了難度，同時對于構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和批量化生產(chǎn)也很不利。所以，在使用BIM技術(shù)進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，可以利用BIM技術(shù)的可視化和可以拆分的功能，在滿足建筑結(jié)構(gòu)形式、加工工藝以及適用性的基礎(chǔ)上，選擇通用性較強(qiáng)的構(gòu)件，同時對構(gòu)件進(jìn)行分析整理，納入到構(gòu)件庫中，并不斷對構(gòu)件庫進(jìn)行補(bǔ)充完善。

其次構(gòu)件庫建立完成后，設(shè)計人員在構(gòu)件庫中選擇合適的構(gòu)件來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模擬，建立模型。而為了確保設(shè)計安全性，需要充分利用BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，全面分析建立的模型，對其進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，確保其安全性和可靠性，降低施工過程中返工的問題。另外，如果構(gòu)件庫中沒有合適的構(gòu)件，需要根據(jù)設(shè)計需求，重新定義和設(shè)計構(gòu)件，并將新構(gòu)件納入構(gòu)件庫中，對其進(jìn)行豐富完善，方便以后其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求。

第三是建筑模型的應(yīng)用，在構(gòu)件裝配之前，可以通過BIM技術(shù)模擬整個建設(shè)過程，對建設(shè)周期內(nèi)的進(jìn)度以及時間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，使預(yù)制構(gòu)件的加工、運(yùn)輸以及裝配更加合理。另外，應(yīng)用建筑模型可以及時發(fā)現(xiàn)裝配式結(jié)構(gòu)中存在的潛在問題，并制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，以便后期的施工過程能夠順利進(jìn)行。

5結(jié)束語

BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，不但可以提高設(shè)計的精準(zhǔn)性，為設(shè)計提供重要依據(jù)，還可以提高其科學(xué)性和合理性。另外其在施工階段的使用，有助于施工過程更加合理，避免不必要的返工，可以有效地降低施工成本。因此，設(shè)計人員在進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分利用BIM技術(shù)。另外在BIM技術(shù)使用的過程中要注意，不斷完善預(yù)制構(gòu)件庫，建立建筑模型，并對其進(jìn)行合理應(yīng)用。在確保建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，合理安排施工進(jìn)度，降低工程造價。

參考文獻(xiàn)

[1] 吉尼.基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[J].地產(chǎn)，2019（24）：24.

[2] 田少華，劉建國.基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造關(guān)鍵技術(shù)研究[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（19）：70.

[3] 楊濤.淺析BIM技術(shù)下的裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展[J].居舍，2019（35）：177.