基于BIM技術的裝配式結構設計研究

李娟

摘 要 隨著社會經濟的不斷發展以及科學技術水平的不斷提升，現代裝配式結構被廣泛應用于各個領域，通過應用BIM技術能夠提升裝配和相關數據的準確性?；诖?，本文通過探討裝配式結構設計中應用BIM技術的必要性，分析以BIM技術為基礎的裝配式結構設計原則，重點探究應用BIM技術設計裝配式結構的流程，以供相關人員參考。

關鍵詞 BIM技術;裝配式結構;施工圖紙

引言

在建筑行業不斷發展的背景下，建筑技術體系也得到了更新，裝配式結構作為建筑行業的重要組成部分，結構的科學性和合理性直接影響建筑質量。因此，要對以BIM技術為基礎的裝配式結構設計進行研究，發揮出BIM技術與裝配式結構原本的作用，從而提升建筑建設質量，促進建筑行業健康發展。

1裝配式結構設計中應用BIM技術的必要性

BIM技術是建筑信息模型，該技術并非是單純的建模程序，也不僅是建筑繪圖軟件，BIM技術最大的特色在于建筑模型內所攜帶的大量信息數據。在以往傳統的建筑繪圖技術中，多是點、線、面、體等元素，但是，BIM技術透過參數化的塑模過程，能夠將信息組成參數組件，還可以攜帶其他信息數據，例如材質或是成本等，因此，BIM技術具有可視化和協調性的特點。通過在裝配式結構設計中應用BIM技術，能夠幫助相關人員掌握更加準確的信息數據，提升建筑圖紙的科學性，提升建筑的整體建設質量。而裝配式結構是在建筑施工前，根據建筑需求以及施工圖紙對建筑構件進行預制，之后在施工現場進行拼裝，這對構件之間的匹配性和各項參數的準確性具有極高的要求。因此，在對裝配式結構進行設計時，應用BIM技術是十分必要的。

具體而言，必要性如下：第一，應用BIM技術能夠有效優化裝配式結構的設計方案，增強其科學性和合理性。BIM技術融合多種先進技術，所以，該技術具有較強的模擬功能。在設計裝配式結構時，通過應用BIM技術，能夠根據各項參數以及建筑需求對裝配式結構建筑進行模擬，從而使相關人員能夠直觀地對模型進行檢查，判斷是否存在不合理的部分。不僅如此，由于BIM技術的先進性，還可以進行裝配式結構建筑的節能模擬或是熱傳導模擬，從而幫助設計人員以及技術人員設計出更科學、更準確的裝配式結構方案。而且，在實際過程中，相關人員還可以輸入各項數據搭建4D模型，通過對模型進行分析和調整，能夠規劃出合理的裝配式結構設計方案。第二，增強各項信息數據的完整性，確保后續的施工作業能夠順利開展。對于裝配式結構的建筑工程而言，最為重要的就是施工圖紙，施工圖紙決定著建筑構件的預制規格以及材料，各項施工作業均需要嚴格按照施工圖紙進行。但在實際的建設過程中，施工圖紙難免會存在一定程度的偏差，僅憑相關單位的現場考察和分析，無法及時解決問題，從而影響施工進度。但通過應用BIM技術進行建筑建?；蚴橇Ⅲw畫圖，提供給相關人員完整的參數信息，能夠使相關人員快速找到問題所在，進而及時解決問題，確保后續施工作業順利展開。第三，提升裝配過程的精準度，降低施工成本。通過在裝配式結構設計中應用BIM技術，能夠利用該技術的可視化模擬構造形式，從而提升設計的準確度，這在一定程度上降低了返工的概率，確保施工作業的有效性。另外，在應用BIM技術設計裝配式結構時，往往是無紙化設計，節能環保，避免出現物力和人力資源的浪費，降低建設成本，提升了相關企業的經濟效益。

2以BIM技術為基礎的裝配式結構設計原則

第一，標準化的設計原則。在應用BIM技術開展裝配式結構的設計工作時，設計人員應遵循標準化的設計原則，確保建筑模數、施工材料的統一性，為標準化的裝配式建筑結構提供切實保障。另外，設計人員還應從實際出發，對建筑需求以及具體施工情況進行綜合考量，科學調節各項參數。一般情況下，建筑模數分為兩種類型，分別是導出模數和基本模數，只有采用統一的模數對裝配式建筑結構進行設計，才能夠實現建筑構件之間的協同性，確保后續施工作業的規范性，從而有效降低裝配式建筑工程的難度，提升建設質量。而無論是建筑模數屬于零部件的拆分階段，在對該結構進行拆分后，設計人員還應將其進行整合，通過BIM技術查看模數的協調性，使該類型的建筑結構具有互換性，進而提升設計的科學性和有效性。

第二，科學化的設計原則。設計人員在對裝配式結構進行設計時，不僅要遵循標準化的設計原則，還要堅持科學化的設計原則，從而能夠對裝配式建筑結構進行深化設計。設計人員在對裝配式結構進行設計時，需要科學拆分零部件，提升設計流程的規范性和簡潔性;在建筑構件生產過程中，為規范施工人員操作的規范性，應實現生產作業的機械化;在實際施工過程中，要盡量避免應用吊車運輸建筑構件以及對接工作，增強施工作業的協調性。因此，設計人員在對裝配式建筑結構進行設計時，應利用BIM技術對施工材料以及該工程進行科學整合，提升預制件能夠滿足施工要求，確保建筑構件的統一性和規范性。除此之外，設計人員還應詳細制定預制件的要求，確保預制件生產的有效性，確保預制件滿足工程建設需要，促進后續施工作業的順利展開。另外，設計人員為進一步深化設計深度，提升設計的科學性，應保證設計程序的完整性。具體的設計程序是：設計深化說明、建筑構建的布置、預制件的深化設計、施工節點設計等，同時，還包括涉及的器械設備以及設備規格，主要是型號、性能以及尺寸等[1]。

3研究以BIM技術為基礎的裝配式結構設計

3.1 施工圖紙設計

隨著科學技術的不斷發展，建筑行業的施工技術體系也得到了極大的完善，有效提升了裝配式建筑結構的施工效率和建設質量。這在一定程度上意味著，在對裝配式建筑結構進行設計時，設計人員應發揮出BIM技術的作用，保證各項參數設計的科學性和合理性。施工圖紙作為建筑工程建設作業的重要標準，其科學性和準確性具有極強的現實意義，所以，設計人員在應用BIM技術對裝配式建筑結構的施工圖紙進行設計時，需要在短時間內采集到該工程的各項信息數據，并核查信息數據的準確性，其中包括涉及的施工材料、施工材料的材質和規格以及結構強度等。之后，通過BIM技術將收集并核查過的信息數據生產3D圖像，使其參數化，增強施工圖紙設計的直觀性和準確性，及時發現施工圖紙中不合理或是存在安全隱患的內容。而且，若是無法對數據信息進行確認，可通過BIM技術中的云計算技術對其進行科學、規范的計算，從而確保數據的合理性。

在施工圖紙初步設計結束后，設計人員應對各項數據進行校核。雖然裝配式結構具有較強的先進性，能夠有效簡化施工流程，提高建筑工程的施工效率和施工質量。但是，該結構涉及的內容較為復雜，例如鋼制品的結構等，這些材料對精準度的要求較高，且極易受到天氣條件的影響，所以，設計人員需要在施工方案設計結束后對各項數據進行校核，確保其準確性，促進后續施工作業的順利展開。具體而言，設計人員通過利用BIM技術構建的信息數據共享平臺對該工程相關信息和數據進行收集，并對其合理性進行分析，從而判斷其準確性。在此過程中設計人員應注意的是，校核工作應多次進行，并根據校核結果對施工方案進行調整，之后再對方案的科學性和合理性進行分析，從而確定最優方案[2]。

3.2 核算工程總量

對于工程的施工單位而言，除了要確保工程的建設質量，還要保證自身的經濟效益。通過應用BIM技術，能夠根據實際情況科學分析該工程的施工總量，從而給相關方案的制定提供數據支撐，例如進度管理計劃或是施工成本計劃等。設計人員通過對工程總量進行核算，能夠有效提升工程建設的效率以及各項計劃的準確性和科學性。而且，建筑工程在施工過程中常常會發生變更的情況，設計人員通過BIM技術對其進行分析，能夠快速的確定波動范圍，從而及時調整相關參數和施工進度。

3.3 工程施工組織的設計

對于建筑工程而言，人力資源是最為重要的基礎組成，尤其是規模較大的建筑工程項目，為提升人工分配的科學性，提升施工效率和施工質量，設計人員同樣需要對施工組織進行設計，降低人力成本，提升相關企業的經濟效益。第一，設計人員在實際設計過程中，應嚴格按照施工方案的相關要求進行，推進施工方案的落實;第二，設計人員應根據實際情況對該工程的施工管理計劃進行編制，其中需要包含的內容有：各個施工環節所需的施工人員數量、施工環節所需的施工技術以及施工設備的操作能力等，通過對其進行明確規定，確保施工作業的規范性。為有效滿足以上要求，設計人員應利用BIM技術對工程施工環節的各項數據和信息進行采集，還要把握施工人員的綜合技能水平，提升人員分配的科學性和合理性，實現工程的精細化管理。除此之外，設計人員還應通過BIM技術構建綜合性的建設材料管理機制，該機制應貫穿于施工材料的采買階段到施工結束后的回收階段，尤其是在采買建設材料時，應明確施工材料應用的先后順序，避免施工材料受外部因素的影響導致質量受損等情況，從而確保施工作業能夠順利開展，提升施工質量和建筑工程的整體質量[3]。

3.4 建筑構件制作和安裝方面

對于裝配式建筑結構而言，往往需要施工人員在施工現場拼裝預制件，在此過程中涉及較多的裝配結構，例如鋼結構等。對于裝配結構而言，最重要的就是對結構誤差進行控制，保證拼裝后的建設構建滿足工程建設需求和質量要求。因此，設計人員可通過BIM技術對誤差進行控制，使其在合理的范圍內，從而提升施工質量，為建筑的后續使用提供安全保障。具體而言，在應用BIM技術時，設計人員應明確認識到BIM技術是由多項現代化技術組成，所以具有極強的精準性。所以，設計人員可在建筑構件制作過程中利用這一特點，通過結合構件參數從而制作合適的建筑構件。以混凝土構件為例，設計人員可應用BIM技術結合施工場地的天氣條件以及溫度和濕度情況，調整施工材料的拌和，并對用料情況進行科學、合理的調整，從而優化材料質量，提升建筑構件的制作質量和制作效率[4]。

在實際的裝配式建筑施工過程中，涉及極多的裝配式構件，這些構件往往需要施工人員在施工現場進行安裝，甚至需要在工程進行結構的預拼裝。若是在對鋼結構進行安裝時，可以在預制件的供應廠商處完成焊接作業，并對其質量進行科學檢驗，在規格和質量均滿足該工程的建設要求后，再將其裝載至運輸車輛運往施工場地。在施工現場安裝裝配式構件時，施工人員應提高對連接點的重視，確保連接質量，按照相關要求做好構件之間的連接工作。以混凝土結構為例，施工人員在對其進行連接時，需要進行鑿毛處理，從而提升混凝土結構的質量。而BIM技術在該環節，主要是對各項信息數據進行收集，并根據正確的數據構建三維圖像，技術人員通過分析圖像確保數據無誤后，方可進行安裝作業，提升作業的有效性。

3.5 運行維護階段

運行維護作業主要是對裝配式建筑工程的安全隱患進行查找和處理，使該工程在滿足施工要求以及保證施工質量的前提下延長使用壽命。在該階段，BIM技術主要是構建該建筑的立體模型，并對各個部分的受力進行分析，使設計人員能夠直觀的判斷該工程是否存在安全隱患。若在分析過程中發現裝配式結構綜合強度無法滿足建筑需求的情況，應立刻通過BIM技術構建輔助承重結構，避免出現安全問題，從而提升建筑的建設質量。

4結束語

綜上所述，BIM技術對裝配式結構設計工作具有極強的現實意義。因此，相關人員應深入研究、應用BIM技術，發揮出最大的作用，并將該技術貫穿于裝配式建筑工程始終，從而提升工程的整體質量。

參考文獻

[1] 王博.基于BIM技術的裝配式結構參數化設計應用研究[J].低溫建筑技術，2020，42（8）：73-76.

[2] 裴佑生.基于BIM技術的裝配式結構設計方法探析[J].工程技術研究，2020，5（13）：44-45.

[3] 李科.基于BIM技術的裝配式結構設計方法研究[J].四川建材，2019，45（10）：89-90.

[4] 張忠超，郭馨元，黎虹.基于BIM技術的裝配式結構技術設計要點[J].信息記錄材料，2018，19（9）：114-115.