基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件庫創(chuàng)建研究

胡希冀

（承德石油高等?？茖W(xué)校建筑工程系， 河北 承德 067000）

BIM技術(shù)是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡寫，BIM技術(shù)的核心是以三維的、參數(shù)化的信息模型為基礎(chǔ)，模型中集成了建筑項(xiàng)目的各種相關(guān)信息和相關(guān)工程數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等建設(shè)全壽命周期，作為一種全新的技術(shù)，BIM技術(shù)正受到建筑行業(yè)和政府部門的普遍關(guān)注。

1 預(yù)制構(gòu)件的分類

裝配式結(jié)構(gòu)在分類上和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似，總體上可分為裝配式框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu),裝配式構(gòu)件庫的創(chuàng)建也應(yīng)以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)類型為基礎(chǔ)創(chuàng)建，由于受力、構(gòu)造和截面尺寸及配筋不同，對不同的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)創(chuàng)建不同的裝配式構(gòu)件庫。為了構(gòu)件庫使用和調(diào)取方便，可根據(jù)預(yù)制基礎(chǔ)、預(yù)制柱、預(yù)制梁、預(yù)制板和預(yù)制剪力墻分類。

2 預(yù)制構(gòu)件的選擇

為保證入庫構(gòu)件的通用性及標(biāo)準(zhǔn)性，構(gòu)件的選擇過程如下：結(jié)構(gòu)分類→構(gòu)件分類→按構(gòu)件主要控制因素分類統(tǒng)計(jì)→構(gòu)件歸并→得到標(biāo)準(zhǔn)的、通用性強(qiáng)的預(yù)制構(gòu)件。

在構(gòu)件分類時，為方便統(tǒng)計(jì)和歸并構(gòu)件，應(yīng)著重考慮影響構(gòu)件的主要因素，忽略次要因素。對于裝配式板,主要考慮板的跨度、荷載和厚度等因素，分類統(tǒng)計(jì)是可按照這三個主要因素進(jìn)行。如裝配式樓板,板跨模數(shù)按照300mm的標(biāo)準(zhǔn)增加，板厚100mm起，按10mm為模數(shù)添加，對于其荷載，按照現(xiàn)行規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）中規(guī)定取值，根據(jù)常用的取值，可取為2.0kN/m2、2.5kN/m2和3.5kN/m2三種工況。而對于相對比較復(fù)雜的基礎(chǔ)、柱、梁和剪力墻，構(gòu)件在選取時不光要考慮進(jìn)行構(gòu)件歸并，以防止構(gòu)件種類過多，還應(yīng)綜合考慮構(gòu)件生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)能力，以便得到不僅標(biāo)準(zhǔn)性和通用性強(qiáng)的構(gòu)件而且保證構(gòu)件庫內(nèi)的構(gòu)件生產(chǎn)廠家可以生產(chǎn)。

3 預(yù)制構(gòu)件的編碼

預(yù)制構(gòu)件的編碼是為了后續(xù)使用過程中方便調(diào)入，編碼必須保證以下原則：①唯一，即一個編碼對應(yīng)唯一的構(gòu)件；②合理，即編碼應(yīng)以構(gòu)件分類為基礎(chǔ)；③簡明，即構(gòu)件編碼應(yīng)簡單。入庫的預(yù)制構(gòu)件編碼由四位代碼組成，組成方式如下：X1（字母組）X2（數(shù)字組）X3（數(shù)字組）X4（混合組）。

其中，X1表示構(gòu)件的分類編號,分類編號見圖1；X2表示預(yù)制構(gòu)件的外形尺寸,對預(yù)制板來說，此編號表示預(yù)制板的適用跨度，對預(yù)制梁來說，這個編號表示預(yù)制梁的適用跨度，對預(yù)制柱來說，此編號表示預(yù)制柱的適用高度；X3表示構(gòu)件的截面尺寸，對預(yù)制板來說，此數(shù)據(jù)表示預(yù)制疊合板的預(yù)制厚度和現(xiàn)澆疊合厚度，對預(yù)制梁來說，此編號表示預(yù)制梁的預(yù)制厚度和現(xiàn)澆疊合厚度；X4用以區(qū)分前三個標(biāo)識相同的情況下不同預(yù)制構(gòu)件在配筋等方面的區(qū)別，為數(shù)字和字母的混合組。圖2表示了不同預(yù)制構(gòu)件的編碼

圖2 表示了不同預(yù)制構(gòu)件的編碼

圖1 預(yù)制構(gòu)件的分類編號

本文中預(yù)制構(gòu)件的制作主要基于Revit軟件。

（1）Revit環(huán)境設(shè)置和族框架創(chuàng)建

選擇適當(dāng)?shù)淖鍢影?在Revit里設(shè)置布局參照平面,定義族的原點(diǎn)和預(yù)制構(gòu)件的插入點(diǎn),標(biāo)注關(guān)鍵部分的尺寸，以滿足后續(xù)尺寸調(diào)整的需要，并將其與與之前的參照平面相關(guān)聯(lián),使參照平面的位置隨輸入尺寸的更改而改變。最后,統(tǒng)一設(shè)置全局的族類別和相關(guān)的族參數(shù)。

（2）構(gòu)件模型的創(chuàng)建和構(gòu)件信息參數(shù)的設(shè)置

構(gòu)件模型的創(chuàng)建主要的工作是建立構(gòu)件的三維模型，讓構(gòu)件以準(zhǔn)確的尺寸在三維模型中呈現(xiàn)，尤其是裝配式結(jié)構(gòu)的細(xì)部尺寸，要重點(diǎn)建立，保證其細(xì)部尺寸的準(zhǔn)確。構(gòu)件三維模型建立好之后，要保證其信息可以在屬性中呈現(xiàn)出來，如預(yù)制板的長度、預(yù)制梁的跨度和預(yù)制柱的高度等信息。構(gòu)件模型的創(chuàng)建完成之后，需符合其尺寸，檢查無誤夠才可繼續(xù)添加其非幾何信息。

（3）構(gòu)件模型非幾何信息的添加

此步包括構(gòu)件材質(zhì)、配筋等信息。構(gòu)件材質(zhì)信息和構(gòu)件的規(guī)格型號信息等非幾何信息需在此步單獨(dú)創(chuàng)建,構(gòu)件的配筋信息的創(chuàng)建也在此處進(jìn)行,并要將配筋的信息在屬性中體現(xiàn)。在創(chuàng)建非幾何信息時可定義附加信息標(biāo)簽,以便在后續(xù)具體BIM模型中添加需要的信息,如裝配式構(gòu)件RFID標(biāo)簽的編碼。同構(gòu)件模型的創(chuàng)建，構(gòu)件非幾何信息創(chuàng)建后也須經(jīng)過檢驗(yàn),經(jīng)檢查無誤后方可進(jìn)行下一步的操作。

（4）對預(yù)制構(gòu)件編碼并保存入庫

經(jīng)過構(gòu)件模型信息和構(gòu)件非幾何信息的添加后,即可賦予預(yù)制構(gòu)件唯一的編碼并保存入庫。

5 結(jié)論

裝配式建筑和BIM技術(shù)均為未來建筑發(fā)展方向，本文將兩者結(jié)合在一起，以Revit為基礎(chǔ)，建立基于BIM的裝配式構(gòu)件庫，一方面可以將設(shè)計(jì)常用的裝配式構(gòu)件進(jìn)行歸并，以期達(dá)到簡化構(gòu)件，另外一方面將廠家可生產(chǎn)的構(gòu)件錄入，以期方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選取。構(gòu)件庫建立之后，設(shè)計(jì)人員即可按照構(gòu)件庫中已有構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)和后續(xù)的BIM建模，既方便設(shè)計(jì)，有有利于指導(dǎo)后期的可視化施工。

[1]姬麗苗.基于BIM技術(shù)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].沈陽建筑大學(xué)；2013.

[2]艾新.BIM技術(shù)在裝配式混凝土住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].沈陽建筑大學(xué)；2016.

[3]湯清平.論BIM技術(shù)下的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[J].山西建筑，2017,03:60-61.