BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

吳秋玉

摘要：裝配式建筑是工業(yè)化時代環(huán)保、高效的建筑技術(shù)，通過在工廠制作建筑構(gòu)件，減少大量現(xiàn)場作業(yè)。不但減少工地施工造成的環(huán)境污染，還能節(jié)約成本，提高建造效率。在當(dāng)前大力提倡綠色發(fā)展的大背景下，裝配式必然逐漸取代傳統(tǒng)建筑。鑒于我國裝配式建筑發(fā)展剛剛起步，在建筑質(zhì)量及控制成本等方面存在巨大的缺陷，新興的BIM技術(shù)能有效優(yōu)化裝配式建筑中存在的問題，對BIM技術(shù)在裝配式建筑中的運用進行研究迫在眉睫。鑒于此，本文主要分析探討了BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言

顧名思義，裝配式建筑就是說先將建筑所需構(gòu)件根據(jù)設(shè)計要求提前在工廠進行預(yù)制生產(chǎn)，然后送達(dá)場地進行裝配。預(yù)制構(gòu)件分為預(yù)制鋼構(gòu)件、預(yù)制混凝土構(gòu)件等，完成后的構(gòu)件送達(dá)施工現(xiàn)場后，通過建筑拼接技術(shù)進行裝配和整合。總流程從設(shè)計、制造到最終的實際運用，都是基于完整的模塊化系統(tǒng)，使得成本、工期和質(zhì)量管理更加合理科學(xué)，建筑施工過程更加綠色高效。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是指把建筑物的功能特性和物體用數(shù)字化的形式呈現(xiàn)出來，而且在建立數(shù)字化模型的時候，可以實時地傳遞和分享建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù)。在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，會呈現(xiàn)出以下幾個特點。①可視化。所謂可視化指的就是由BIM技術(shù)建立出來的建筑模型是透明的，可以全面地展示建筑物的具體信息。②協(xié)調(diào)性。設(shè)計人員和管理人員能夠在BIM技術(shù)的幫助下協(xié)調(diào)施工或解決設(shè)計工作中的各種問題。而在現(xiàn)階段，BIM技術(shù)主要被應(yīng)用于構(gòu)建建筑模型中。通過構(gòu)建建筑物的數(shù)據(jù)模型可以清晰地發(fā)現(xiàn)施工過程中可能存在的問題，并且采取相應(yīng)的解決措施及時進行調(diào)整，這樣可以有效避免在實際的設(shè)計過程中或者在施工的過程中出現(xiàn)問題。BIM技術(shù)的出現(xiàn)能夠幫助裝配式建筑搭建一個更為專業(yè)的設(shè)計平臺，并充分利用這一平臺對建筑的具體信息進行更改和重新建設(shè)。

2 BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用作用

BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，主要對裝配式建筑具有兩方面的作用。第一方面，能夠在極大程度上提升裝配式建筑的設(shè)計水平及質(zhì)量。第二方面，能夠在一定程度上保障預(yù)制構(gòu)件設(shè)計的專業(yè)程度。在BIM技術(shù)的使用過程中，不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)階段裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的技術(shù)問題進行完善優(yōu)化，而且還能夠?qū)υO(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)能力進行提升。在對現(xiàn)階段裝配式建筑設(shè)計的科學(xué)技術(shù)進行補充時，BIM技術(shù)可以利用自身的科學(xué)性以及嚴(yán)謹(jǐn)性，對具體的建筑工程進行信息透明化的模擬，進而保障其設(shè)計水平的提升。同時，在BIM技術(shù)的應(yīng)用過程中，還能夠?qū)唧w的施工過程進行質(zhì)量保障，在施工過程中施工管理人員可以利用BIM技術(shù)對施工的具體場景進行構(gòu)建，進而對其容易發(fā)生風(fēng)險的施工過程進行重點關(guān)注，以保障具體施工過程的安全性。

3 BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

3.1預(yù)制裝配式中框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計

建筑施工之所以普遍使用框架結(jié)構(gòu)，主要是由于其具有運輸方便、運輸便捷、重量輕、運用簡潔等特點，將其應(yīng)用到高層建筑施工過程中，是未來建筑建設(shè)發(fā)展的方向。裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其框架結(jié)構(gòu)體系主要是由兩部分構(gòu)成，包括預(yù)制疊合量值和預(yù)制疊合板，而它們不是在建設(shè)施工過程中進行制造，是在工廠進行制造以及加工，在制作完成后輸送到施工場地，在施工場地對其開展簡便的焊接操作以及澆筑操作就能夠完成基本的框架結(jié)構(gòu)。但在實際的框架結(jié)構(gòu)體系開展設(shè)計工作時，要著重做到以下二個方面，第一，框架結(jié)構(gòu)的整體要秉承“平整”的基本策略，保證內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)具有一定的韌度、硬度，從而使結(jié)構(gòu)體系能夠達(dá)到建筑施工標(biāo)準(zhǔn)以及建筑設(shè)計中規(guī)定的所承載的基本要求。此外，要確保每個梁柱的中軸線要處于相同的水平面。第二，柱與梁在進行交接過程中，必須要利用剛接點開展處理工作。與此同時框架基礎(chǔ)要滿足相關(guān)規(guī)定，并且混凝土強度等級要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3.2構(gòu)件拆分設(shè)計

BIM具有可視化的特點，可直觀地顯示各部件之間的連接，保證了構(gòu)件拆分的精確性，使構(gòu)件的分拆設(shè)計更加合理和完善。與二維圖紙設(shè)計相比，BIM技術(shù)構(gòu)建的三維模型能有效地消除設(shè)計盲點，減少設(shè)計誤差，提高構(gòu)件拆分的設(shè)計質(zhì)量。此外，使用BIM技術(shù)進行構(gòu)件拆分設(shè)計的明顯優(yōu)點還包括，設(shè)計的模型具有較高的安全性，不會造成數(shù)據(jù)丟失。關(guān)于設(shè)計深度問題主要出現(xiàn)的環(huán)節(jié)是建筑的樓板結(jié)構(gòu)、建筑的墻體結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員需要利用BIM技術(shù)將各個建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計組合成一個建筑整體。但是在實際深度設(shè)計的過程中設(shè)計人員要通過BIM技術(shù)的拆分功能將各個深度建筑結(jié)構(gòu)進行拆分，使建筑結(jié)構(gòu)成為一個個獨立的部分，然后再對這些獨立的部分進行全面的細(xì)化分析，明確該部分的構(gòu)件數(shù)量以及施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。值得設(shè)計人員注意的是，在分析的過程中應(yīng)遵循國家所指定的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)，并使建筑構(gòu)件設(shè)計能夠滿足構(gòu)件生產(chǎn)工廠的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而有利于建筑內(nèi)部構(gòu)件的大批量生產(chǎn)。

3.3預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計

不同的構(gòu)件對應(yīng)不同的材質(zhì)和尺寸，為了能夠很好的區(qū)分不同的構(gòu)件可以使用RFID芯片對其進行編碼，確保每一個編碼都具有唯一性。同時，各個合作機構(gòu)能夠依據(jù)構(gòu)件使用方上傳的構(gòu)件實際使用情況數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的調(diào)整，實現(xiàn)各合作方之間的無縫對接。此外，構(gòu)件廠商能夠查看設(shè)計師們在制定好圖紙后上傳到BIM的構(gòu)件數(shù)據(jù)信息，他們將這些信息通過條形碼的形式可轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的參數(shù)，再進行生產(chǎn)，縮減了以前傳遞信息的時間，從而大幅提高了生產(chǎn)效率。

3.4建筑資源庫設(shè)計

工程設(shè)計人員在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的階段，首要的一項工作內(nèi)容就是建立建筑資源設(shè)計庫。設(shè)計人員利用BIM技術(shù)構(gòu)建資源庫，能夠使建筑設(shè)計方案的各個環(huán)節(jié)順利開展，建筑資源庫所涉及的內(nèi)容極為廣泛，故要求設(shè)計人員能夠從多個角度進行資源構(gòu)件的統(tǒng)一整合，然后再利用BIM技術(shù)對建筑資源庫中的信息進行管理分層，使各個資源構(gòu)件井然有序地出現(xiàn)在設(shè)計人員的眼前。然后設(shè)計人員再以報表的形式傳達(dá)給相關(guān)的工程管理人員，用于接下來的材料資源表格的繪制，從而為施工管理提供可靠的理論依據(jù)。

結(jié)束語

總而言之，BIM技術(shù)實現(xiàn)了裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工的數(shù)字化建模，幫助人們在軟件中解決實際工程問題，是建筑領(lǐng)域科學(xué)發(fā)展的重要工具，BIM的成熟為許多工程結(jié)構(gòu)施工提供了便利，而這也標(biāo)志著數(shù)字化虛擬化是未來建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]孫兵.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu).2020（13）：I0029-I0029

[2]肖朝暉.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用研究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu).2021（08）：128-129

[3]楊曉.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].新材料·新裝飾.2020（06）：50-50，52