基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法探討

錢興偉

安徽建筑大學設計研究總院有限公司 安徽 合肥 230000

引言

隨著我國工業化體系的不斷完善，以及現代化科學技術、計算機技術的不斷進步與完善，建筑行業已經取得了前所未有的發展成就。這也在很大的層面上推動了，我國建筑行業與科學技術的有效融合。其中，被應用最廣泛的還是以BIM技術為基礎的現代化建筑工程設計理念。在BIM技術的幫助下，我國裝配式混凝土結構設計的整體施工效率，能夠得到更進一步的提高。在此過程中，預制混凝土結構的設計往往采用計算機技術以及現代化的大型應用設備，這也極為有效地提升了工程施工效率，節省了施工的時間。

1 BIM技術的簡要概述

在現如今的建筑工程施工領域當中，BIM技術已經成為普遍存在的一種，能夠非常有效的解決混凝土預制構件的處理和施工等的問題。BIM技術主要運用在預制裝配式混凝土結構的設計當中，甚至能夠非常全面的改善其施工過程當中存在的零件加工等的問題，更加能夠有效地節省工程施工當中對于資金的成本投入。BIM技術的合理應用，能夠更加全面的改善其模型設計階段的問題，為我國建筑工程更進一步的發展奠定基礎[1]。

BIM技術主要是在混凝土結構設計當中的運用，相關的工作技術人員也能夠在該技術的幫助下，更加全面的了解工程建筑施工現場的基本需求，更進一步的發揮出混凝土在建筑工程施工預算當中的作用和價值，尤其是能夠非常全面的提高建筑工程整體的施工質量和工人的施工效率。而且，BIM技術的有效運用，也非常有利于保護復雜建筑、老舊建筑的整體質量。

在時代的進步與發展過程當中，BIM技術的出現與發展也非常廣泛的推動了我國建筑行業可持續的健康發揮在那。BIM技術的運用，在本質上就是工程設計管理、技術進度控制、技術信息收集的全過程。

2 BIM技術在預制裝配式混凝土結構設計中的優勢

2.1 可控工期

BIM技術在混凝土結構裝配式設計構件當中的有效運用，在很大的層面上推動了我國建筑行業更進一步的發展。尤其是在建筑設計的預制結構設計當中，工作人員應該積極地將施工構件的基本數量作為工程施工的基本標準，并能夠在BIM技術的運用下，更進一步的提高建筑工程和施工單位、設計單位三者之間的相互協調與合作。在良好的運行機制幫助下，工人在施工現場的工作也就能夠得到非常有效的提升，更能夠改善過去傳統工程建筑施工當中的不利因素，最大限度上的實現對于建筑工程設計理念的合理分配。也能夠在三維虛擬仿真技術的幫助下，更進一步的實現對BIM技術的全面運用，BIM技術在預制裝配式混凝土結構的設計過程當中，能夠更加及時的吸引更多的人力、物力等。

BIM技術的運用，能夠更加精準的分析出建筑工程當中的每一個施工步驟和基本內容，合理地將勞動力和建筑資源進行分配，減少了建筑工程施工現場出現問題的可能性[2]。

2.2 設計施工一體化

BIM技術與預制裝配是混凝土結構設計的有機融合，能夠非常有效地提高建筑工程混凝土結構預制件的精準度以及覆蓋面積，尤其是在實際的施工現場還能夠將施工圖紙當中的弊端進行合理的改善。運用BIM技術的建筑行業的整體施工過程當中，能夠更加全面的提升對施工現場的基本質量要求，并對各種施工當中存在的安全隱患進行模擬。除此之外，BIUM技術在設計的階段就能夠獲取到更多的施工結果信息，為工程師的工作帶來極大的便利，尤其是能夠為工程整體的施工提供有戰略性的意見，最大限度上的實現施工一體化。

2.3 實施和發展3D技術

混凝土與BIM技術的結合，可以在一定的層面上提高建筑工程施工的整體質量，優化現場工作的內容，更加全面地促進三維立體技術形式的優化。在預制建筑結構的施工過程當中，其內部的質量問題一直都是非常嚴重的，也是更多人所關注的重點。這主要是因為我國在這一領域的發展起步較晚，很多的技術與經驗還不成熟，所以我們應該積極的推動和促進三維立體技術的運用。

3 基于BIM技術的預制裝配式混凝土結構設計方法策略

3.1 選擇合適的設計軟件

就現階段我國建筑工程的發展狀況來看，很多相關的設計部門好而公司都開始尋找更加現代化、應用多樣化的設計軟件，這也是為了能夠更加有效地將BIM技術應用到混凝土的建筑工程當中。由于每一個建筑工程的內容和要求都有著一定的差別，這也就使得工程設計的軟件有一定的差異性。為能夠更進一步的改善現狀，我們應該全面的推動結構工程的設計理念，有效的保證軟件的設計理念與建筑工程的基本需求相一致。簡單來說，BIM技術模型的有效使用，更進一步地推動了我國建筑工程的發展，相關的工程設計人員也可以積極的采用現代化的設計軟件，保證工程建筑與施工過程當中各個環節的有效連接。

除此之外，混凝土的裝配式結構與BIM技術相融合的過程中，還需要積極的采用全方位的檢測與監督設備，這樣也是為了能夠更加有效推動建筑行業朝著綠色、健康、可持續發展的理念前進。在運用Autodesk軟件過程當中，可以形成更加科學的自動化建模圖形，保證每一個環節在連接的過程當中不會出現任何問題。對于不同類型的預制裝配結構，相關的工作人員可以選擇出與之相對應的設計模型、結構，也可以在PC軟件的幫助下適當的提高整個工程施工設計的基本指標，更加全面的推動施工圖紙的制定與完成[3]。

3.2 明確設計程序

預制裝配式的混凝土結構設計程序一般都是比較復雜的，相關的工作人員為了能夠更加有效的提高建筑工程設計質量和效率的提升，在合理的范圍內將其劃分為3個基本的步驟。第一，是方案的設計階段。在對方案進行設計的過程當中，相關的工作人員應該積極的根據房屋的戶型、標準層的設計、構件拆分原則的確定、預制混凝土結構構件的確定、整體的布置與設計方案等進行詳細的區分與了解。在更加精準、完善的施工設計流程當中，我們能夠更加科學、合理的規范混凝土預制結構件的基本設計方案。第二，對工程進行初步的設計。在初級的設計階段當中，我們需要積極的對預制混凝土結構件的尺寸大小、所屬品類等新型全方位的監督與管理，保證在最終的應用過程中不會出現因為預制結構件運用的不合理，而導致工程設計的整體質量發生問題。這樣的施工設計理念也是需要相關的工作人員根據施工現場的實際情況，進行初步的設計與規劃。第三，對施工圖紙的設計階段。為了能夠更加全面的保證施工圖紙建設質量的有效提升，建筑工程的領導人員應該不定期的，對施工現場進行全面的監督與檢查，更加全面的避免，建筑工程施工范圍內出現沒有必要的質量問題。尤其是要對預制混凝土結構構件的深入研究與設計，尤其是對其內部設計信息的延伸與擴展，這樣也能夠更進一步的為建筑工程實際施工現場提供更加科學、合理的施工設計依據。

3.3 完善基礎構件庫

BIM技術在預制裝配式混凝土結構設計理念當中的應用，能夠非常有效的改善傳統建筑工程施工當中的不利因素，更能夠從本質上提升建筑工程施工的整體質量和工人的施工效率。尤其是在預制裝配混凝土結構設計的過程中，將會經常運用到很多種不同類型的混凝土結構構件。積極的構建和完善混凝土預制件結構庫內部的各種材料，能夠從源頭上改善建筑工程在施工過程中缺少預制構件的問題，對于BIM技術的廣泛應用也起到了一定的幫助性作用。與此同時，混凝土裝配式結構預制件的提升與完善，也在很大的層面上了降低了建筑工人的施工難度，尤其是對于預制混凝土結構構件的加工工作來說，也減少了一定的難度與困難。而且，如果相關的領導人員，想要提升工程施工的整體質量，就應該保證構件工廠化、標準化生產，并能夠采取相對應的治理措施，為建筑行業的蓬勃發展奠定一定的基礎條件[4]。

在BIM技術的幫助與帶領下，有效的運用BIM技術，并能夠將其內部的可視化功能、易拆分功能等，運用到有效構件和完善構件庫當中，這樣的應用策略也能夠非常全面的帶動混凝土結構構件加工與生產的效率。除此之外，在實際的建筑工程施工當中，相關的技術工作人員應該更加積極地將內部裝配式結構進行合理的劃分，還需要把一些通用性能較強的預制構件放在顯眼的位置，保證全部的預制構件能夠在構件庫內部，進行統一的管理與應用。而且不斷更新構件庫內部的原材料，也能夠完善構件庫內部的整體質量以及資源。

3.4 優化結構模型

當建筑工程內部已經能夠擁有一個比較完善的混凝土結構構件庫以后，施工現場的工作人員就需要對其，預制裝配式的混凝土結構進行合理的設計。在具體的結構設計過程當中，我們應該充分利用構架庫內部的原材料資源，并根據具體的實際情況進行性價比較高的預制混凝土結構件選擇，也可以更加科學地按照數字化模擬預制裝配式的混凝土結構設計方案。假如混凝土裝配式預構件庫內部沒有相對應的構件，相關的工作技術人員就需要根據實際的設計需求進行構件的制作，并將其及時的補充到構件庫內部當中，為以后建筑工程施工的便利奠定基礎的信息條件。

如果想要更進一步的保障建筑工程施工設計方案的安全性，還需要在使用BIM技術的過程當中，對其內部的預制件混凝土結構進行有效的設計，并且全面的分析其內部的結構模型，這主要就是運用BIM技術可視化的基本特點。其中最主要的就是，在對結構模型進行分析與研究的過程當中，如果出現二者不匹配的問題。工作人員就需要對其進行重新的選擇與設計，一直到能夠完成工程設計的基本要求為止。優化建筑工程內部的設計模型，能夠在更加全面的角度上降低工程施工的風險，減少出現一些工程施工的質量問題[5]。

3.5 充分應用結構模型

在BIM技術的廣泛應用過程中，工程施工的技術人員應該更加注重對結構模型的有效應用。不管是預制混凝土結構預制件加工、運輸、拼裝還是其他的環節，我們都能夠非常巧妙地運用BIM科學的施工技術，更加科學、合理的規劃施工方案。尤其是在應用結構模型的過程當中，對于BIM技術的應用是非常重要的。只有更加充分地利用BIM技術建立起的結構模型，才能夠進一步模擬出裝配式混凝土結構工程的構件拼裝過程，這樣也能夠更有效的把握工程施工質量。而且，在結構模型的引導與幫助下，我們能夠更加全面的規避建筑工程當中的風險和問題，為建筑工程當中混凝土預制裝配式結構的設計，提供更加基礎的信息技術支撐。不僅如此，還能夠在結構模型的引導與幫助下，對工程施工現場各種原材料、廢料等進行合理的規劃，為工程的施工質量和效率提供更加全面的保障。

4 結束語

綜上所述，預制裝配式混凝土結構是我國建筑行業未來發展的方向，更是建筑工程施工發展的必然趨勢。在現代化科學技術水平的幫助之下，BIM技術已經逐漸成為建筑行業當中必不可少的存在，能夠從本質上提升混凝土裝配式結構設計的綜合能力以及水平。而且BIM技術在預制裝配式混凝土結構設計當中應用，也能夠為我國綜合國力，以及經濟水平的提升帶來重要的幫助作用。本文也就是積極的從選擇合適的設計軟件、明確設計程序、完善基礎構件庫、優化結構模型、充分應用結構模型幾個層面進行了研究與分析。