BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中技術(shù)研究

孫 陽 陳征征

(宿州學(xué)院 資源與土木工程學(xué)院 安徽 宿州 234000)

裝配式建筑工程是目前我國建筑行業(yè)中的主體類型，利用裝配式來進(jìn)行施工建設(shè)，不僅工序較為簡單，不會出現(xiàn)工期延誤問題，而且也可以有效保障施工安全和施工質(zhì)量，但是在開展裝配式施工建設(shè)之前，必須要保障設(shè)計工作的科學(xué)性與合理性，才能夠確保每一個工序環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)緊密的銜接，計劃采取的施工工藝能夠得到準(zhǔn)確落實，以此便可以有效提高施工質(zhì)量。利用BIM技術(shù)可以將設(shè)計方案以建模的形式直接展現(xiàn)在工作人員面前，可視化的效果能夠，在施工建設(shè)之前幫助相關(guān)工作人員對建筑項目的任何一個結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)，或者工序進(jìn)行設(shè)計性的調(diào)整，進(jìn)而可以保障實際施工之后工作的有序性與準(zhǔn)確性[1]。

1 BIM技術(shù)介紹與特點分析

BIM技術(shù)需要計算機軟件對建筑結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行模擬建模，以數(shù)字化的方式將整個建筑生命周期直觀展現(xiàn)在人們面前。BIM技術(shù)也可以對建筑工程的維護、運營、施工設(shè)計等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，同樣再以數(shù)字化的方式表現(xiàn)出來，這樣便能夠使項目在施工建設(shè)之前，可以在計算機上以完整的形態(tài)展現(xiàn)給任何工作人員，工作人員便可以在觀察與分析的過程中，判斷施工設(shè)計的合理性以及潛在的風(fēng)險，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。BIM技術(shù)最顯著的特點包括三方面：首先是具有可視化特點[2]。BIM技術(shù)對于建筑工程的建模工作可以帶來可視化的效果，設(shè)計人員需要將設(shè)計思路以及建筑相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，建立起可視化的建筑模型，并以三維立體的圖像將設(shè)計方案展現(xiàn)出來，這樣能夠使設(shè)計方案更加直觀，使各項施工內(nèi)容和設(shè)計工藝更加清楚明了；其次是具有協(xié)調(diào)性特點。裝配式建筑在設(shè)計的過程中，會涉及諸多的內(nèi)容，需要在設(shè)計階段就要做好工序的協(xié)調(diào)管理工作，所以利用BIM技術(shù)開展裝配式建筑設(shè)計，能夠?qū)κ┕きh(huán)節(jié)進(jìn)行一系列的調(diào)整，保障了各個施工管理部門的協(xié)調(diào)性，提高了工作的配合效果，使工程在未來施工建設(shè)時，可以得到更為順暢的開展；最后是具有模擬性特點。BIM技術(shù)能夠?qū)ㄖM(jìn)行模擬展示，以仿真性的效果對建筑進(jìn)行表現(xiàn)，而且這種展現(xiàn)不僅是對建筑工程完成后的效果的展現(xiàn)，更能夠?qū)γ恳粋€施工工序進(jìn)行仿真模擬，工作人員只要具備一定的計算機操作能力，便可以詳細(xì)查看每一個施工工藝設(shè)計要求，以及施工環(huán)節(jié)中的注意要點，這樣便可以有效提高裝配式建筑工程的設(shè)計質(zhì)量，保障施工效果，使得設(shè)計圖紙能夠得到準(zhǔn)確的落實[3]。

圖1 設(shè)計圖紙樣板圖

2 BIM技術(shù)的作用

2.1 在設(shè)計圖紙上的作用

在開展裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，利用BIM技術(shù)可以對預(yù)制部件的圖紙設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，使建筑構(gòu)件所開展的每一項設(shè)計工作都是精準(zhǔn)和高質(zhì)量的，相較于CAD技術(shù)所繪制的二維圖紙，BIM技術(shù)所設(shè)計出的三維模型能夠?qū)崿F(xiàn)裝配式建筑結(jié)構(gòu)各個動態(tài)數(shù)據(jù)的有機關(guān)聯(lián)，整個圖紙中任何一個構(gòu)件發(fā)生了變動，相應(yīng)的模型參數(shù)就會發(fā)生改變，這樣便可以使圖紙設(shè)計與修改更加智能化和靈活化。利用BIM技術(shù)所建立的三維虛擬仿真系統(tǒng)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)模型建設(shè)時，需要工作人員提前做好勘探工作，包括測繪和地質(zhì)勘測等，建筑各項設(shè)計參數(shù)都需要提前計算好，并且傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫會智能化的對建筑構(gòu)件進(jìn)行尺寸分析，幫助設(shè)計人員獲得更加科學(xué)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。利用結(jié)構(gòu)分析模型則能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑構(gòu)件拆分的功能，設(shè)計人員在獲得與構(gòu)件相關(guān)的界面信息、材料信息等數(shù)據(jù)信息之后，再根據(jù)這些信息進(jìn)一步完善圖紙設(shè)計工作[4]。

2.2 在鋼筋設(shè)計上的作用

利用BIM技術(shù)在進(jìn)行建筑圖紙設(shè)計和生成時，設(shè)計人員可以獲得建筑的剖面圖和平面圖不同的圖形形式，能夠?qū)ㄖ锔黝惓叽缧畔⑦M(jìn)行充分展現(xiàn)，這其中便包括鋼筋這一重要材料的尺寸信息。信息化的技術(shù)手段可以強化裝配式建筑鋼筋的設(shè)計效果，設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)，對需要使用到的鋼筋數(shù)量和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析研判，為鋼筋整體布局設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。比如，在設(shè)計預(yù)制梁鋼筋時，需要對梁跨中后澆帶縱筋進(jìn)行切開處理，之后才能開展?jié)仓ぷ鳎@樣便可以為后續(xù)開展的其他施工環(huán)節(jié)提供便利。在對梁段最大值進(jìn)行設(shè)計分析時，需要對箍筋進(jìn)行加密處理，要設(shè)計出鋼筋與箍筋所需要的數(shù)量以及箍筋之間的距離。利用BIM技術(shù)便可以通過模擬分析的方式，對這一系列復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和設(shè)計，而且分析的結(jié)果幾乎是與實際情況一致的，有很強的精準(zhǔn)性和科學(xué)性。

2.3 在埋件布置上的作用

作為裝配式建筑設(shè)計中另一個重要組成部分，預(yù)埋件的布置設(shè)計必須要通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟鸱郑w結(jié)構(gòu)設(shè)計必須詳細(xì)準(zhǔn)確，才能夠確保其布置的科學(xué)與合理性。在開展裝配式建筑設(shè)計的過程中，為了保障預(yù)埋件布置的科學(xué)性，提高現(xiàn)場施工作業(yè)的質(zhì)量，需要對預(yù)制埋件的內(nèi)嵌進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計。選擇設(shè)計方案時，應(yīng)該對預(yù)制墻柱、鋼板等關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保障整個參數(shù)設(shè)計的良性銜接。利用BIM技術(shù)能夠以智能化的方式獲取各個參數(shù)信息，這樣便可以為預(yù)埋件的合理布置奠定良好的基礎(chǔ)。比如在設(shè)計裝配式墻體過程中，BIM技術(shù)可以實現(xiàn)參數(shù)的創(chuàng)建與共享，對于各種材料的尺寸都會有詳細(xì)的展現(xiàn)。在針對砌塊處理工藝上，BIM技術(shù)會對所使用的砂漿量進(jìn)行自動計算，明確砌塊過梁數(shù)量和位置，這樣便可以實現(xiàn)對整個工程所使用的預(yù)埋件數(shù)量和位置的科學(xué)分析，完成相關(guān)技術(shù)參數(shù)的設(shè)計與存儲工作。在開展具體施工時，這些參數(shù)都將發(fā)揮出極其重要的作用。

3 結(jié)語

總而言之，進(jìn)行裝配式建筑設(shè)計時，利用BIM技術(shù)，能夠?qū)γ恳粋€建筑設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化處理，并且可以通過可視化的效果實現(xiàn)模擬分析，對每一個結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行效果展示，可以確保建筑設(shè)計在質(zhì)量、效果上和精準(zhǔn)性上，得到更進(jìn)一步的保障，所以廣大設(shè)計人員需要加強對于BIM技術(shù)的應(yīng)用能力，憑借著現(xiàn)代技術(shù)手段，加強我國建筑設(shè)計質(zhì)量和水平。