裝配式結構設計中BIM技術的要點分析

嚴佳陽 劉祎

【摘要】隨著時代的發展，BIM技術在裝配式結構中的應用愈發頻繁，尤其是在裝配式結構設計過程中，更是充分發揮出BIM技術自身的積極效用。近些年來，國內建筑行業發展迅速，且城鎮化建設力度加大，為建筑行業提供了良好的發展環境，相應的對其需求也隨之提高。

【關鍵詞】裝配式結構;BIM技術;設計要點

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.120

近幾年來，我國科研水準持續提升，在新技術與新模式的支持下，BIM技術在建筑行業中的運用愈發熟練，充分發揮了其積極效用，尤其是在裝配式結構的設計當中。建筑行業是我國社會經濟穩定發展的中流砥柱，夯實了我國物質基礎，逐步實現了我國可持續發展的目的。

1、簡述裝配式結構及BIM技術

1.1裝配式建筑

裝配式建筑主要是指將傳統的建筑構建與部件，通過不同或特殊的運輸方式送至作業現場，并通過拼接的方式進行現場安裝，節省了大量的人力消耗以及物資消耗。截至目前，裝配式建筑發展迅速，類型眾多，主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現代木結構建筑等。

1.2 BIM技術

BIM是Building Information Modeling的簡稱，中文譯為“建筑信息模型”，是當前社會中的一種建筑設計主流。2002年，BIM理念首次出現于歐特克公司，經過文化交流進入國內，并逐漸發展成熟，同時由于國內市場對建筑的需求量加大，故而為BIM技術提供了良好的應用環境[1]。

2、BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析

2.1提高工作效率

BIM技術作為新時代背景下的全新建筑設計理念，可助施工單位在施工過程中加快建設進程，提高工作效率，同時確保建筑成品的質量。雖然BIM對裝配式建筑的作用良好，但是設計師在運用BIM的過程中還需謹慎，必須時刻保持著認真負責的態度進行設計操作，深化對BIM的理解，并合理融入到裝配式建筑的設計過程中。

2.2節約建筑成本

眾所周知，傳統的建筑施工需要消耗大量的人力資源以及物力資源，相應的經濟消耗更是不用多說，因此多數建筑企業選擇引入BIM技術，并將其融入到建筑的設計與施工過程中，旨在有效節約建筑成本，實現降本增效的發展目標。簡而言之，在裝配式建筑施工中運用BIM可一次性解決建筑設計問題，有效降低施工損耗[2]。

2.3 BIM參數化管理

較之傳統的建筑設計與施工，加入BIM技術后，使得裝配式建筑的設計數據以及各施工環節所得數據實現參數化管理，提高數據處理效率的同時也確保了設計與施工信息的精準性及其時效性。較之CAD時代，BIM的數據表達方式更清晰、更細致也更精準，數據均可集中化管理，族庫的運用同樣也是建筑過程中形成便捷的參數化。

2.4基于BIM技術的設計思路

眾所周知，裝配式建筑更具現代化風格，其設計更是具備標準化、模數化需求，因此應采用BIM技術作為基礎，建立具有較強技術集成的建筑產業化所需的各構件族庫，并在結構設計的過程中，直接從構件庫中選擇需要用到的標準構件到項目當中，大大提升了結構整體的標準化以及施工質量，同時大幅降低了日常挑選、分辨構件所需消耗時間，提高設計者的工作效率[3]。

3、BIM技術在裝配式結構中的設計要點分析

3.1可視化建模

前文提到，BIM技術即為建筑信息模型，因此在裝配式建筑的設計過程中，建立模型便成為施展BIM技術最為重要的一環。在現實生活中，設計人員通常稱之為可視化建模，本身可視化三維模型即為裝配式建筑結構設計的基礎所在，聽過對建筑物的進一步分析，需要設計人員充分重視三個方面。首先是不同構件之間的連接位置，其次是各節點之間的連接位置，最后是鋼筋布置區域。

另一方面，部分設計人員的設計思路仍然保持在傳統設計中，對BIM技術的了解不深，故而需要督促設計人員充分了解BIM，正確認識BIM技術，意識到BIM在裝配式結構設計中的重要意義，掌握BIM技術的運用技巧，提高設計人員的整體素質，引進高新人才，合理配置資源，以點帶面，通過技術傳播將BIM的部分基礎知識傳輸給設計人員。

3.2碰撞檢查

裝配式建筑的設計過程中，除了可視化建模之外，碰撞檢查也是需要加強重視的一點。為了提高設計過程中碰撞檢查的全面性與條理性，相關工作人員必須對項目內所有的構件、零部件實施科學分類。通常情況下，裝配式建筑的構件分類為預制梁、預制柱、預制外墻板、預制疊合板等等，由于所有構件均為廠家生產并非現場生產，故而稱之為“預制”。

一般地下室均采用預制梁，地上一到二層均采用預制梁、柱、外墻板以及疊合板構成，在實施碰撞檢查的過程中，技術人員須結合從內到外的順序進行檢查，重點是對預制梁與柱的檢查。以各步驟碰撞點數量為依據，明確是否需要深入分析，倘若碰撞點的數量較少，則允許直接進行下一步分析，結合不同專業及其集合，將每個樓層作為一個單元，按照順序實施構件碰撞檢查。

當構件碰撞檢查完畢后，可視化信息系統將以較高的亮度標示每一處碰撞點，而設計人員此時則可按需選擇某一部分進行標示。通過一系列的分析與整理，我們一般可以從中得出兩類結果，第一個就是有效碰撞，通過對空洞尺寸的調整，或是對碰撞對象所在位置的偏移來對沖突進行有效修正;另一個則是無效碰撞，具體而言即為構件發生正常的觸碰與搭接，無需修正。

4、BIM技術在裝配式建筑中的設計運用分析

實現標準化設計，提高效率：

目前為止，國內有很多建筑企業在實施裝配式建筑設計的過程中疏于規范，故而無法提高設計效率，也無法確保建筑本身的質量。基于此，將BIM技術手段應用于預制構件的設計階段，以此有效的達到構件模型信息的整合與共享。較之傳統的二維平面設計，BIM技術經過了CAD時代，已經發展為3D信息建模，預制構件的信息化資源庫更是以參數化的設計方式建立，相關工作人員可直接在平臺上選擇構件的材料類型與尺寸大小，同時也可對這些復雜且大量的信息進行有效、快速的整個，建立起各種類預制構件的“族”庫。

不同專業的設計人員均可對同類型的“族”進行篩選以及優化，通過集思廣益的方式豐富構建資源“族”庫。除此之外，不同專業的設計人員可在族庫的幫助下完成協同“作戰”，各部門之間也可通過同類型的構件信息資源實現有效的溝通與交流，從而減少裝配式建筑的設計誤差。

結語：

綜上所述，BIM技術在裝配式結構設計中的應用效果卓越，但是在使用過程中仍然需要設計人員重視兩點，分別包括可視化建模以及碰撞檢查?？梢暬Ｒ彩荁IM技術最為關鍵的組成部分，基本上在使用BIM技術設計裝配式結構時全部仰仗可視化信息建模系統，而碰撞檢查則是裝配式建筑后期竣工質量與居住質量的保障，故而設計人員在工作過程中需重視以上兩點。

參考文獻：

[1]焦慶文，孟鑫桐，佟霄漢，等.BIM技術在天津錦塘苑大型裝配式建筑深化設計中的應用[J].建筑技術，2020，51（11）：1289-1293.

[2]卞祝，楊富蓮，歐軍珺，等.PKPM-BIM軟件在裝配式混凝土結構設計中的應用——以裝配整體式剪力墻結構為例[J].皖西學院學報，2020，36（05）：86-90.

[3]王海寧，張宏，葉紅雨，等.基于預制裝配率早期定量計算的裝配式室內優化設計研究[J].室內設計與裝修，2020（10）：14-16.