裝配式建筑設(shè)計的BIM方法應用解析

文/張璐 江蘇中意達建筑設(shè)計有限公司 江蘇連云港 222000

在對裝配式建筑進行設(shè)計過程中，通過BIM技術(shù)的應用可以有效的提高設(shè)計效率以及施工效率，目前我國正在大力倡導節(jié)能減排，而建筑行業(yè)也正在向這一目標轉(zhuǎn)型，而裝配式建筑具有很好的節(jié)能效果，將BIM 技術(shù)應用其中可以有效的提高資源的利用率，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1、裝配式建筑與BIM 技術(shù)概述

1.1 裝配式建筑

預制裝配式建筑（Prefabricated Concrete，簡稱PC）與傳統(tǒng)的建筑工程施工方式區(qū)別比較大，對于建筑構(gòu)配件，首先以工業(yè)的方式進行生產(chǎn)，然后在施工現(xiàn)場進行安裝，體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑工程施工的工業(yè)化特征。裝配式建筑工程的施工特點為生產(chǎn)效率較高、現(xiàn)場作業(yè)比較少，并且不容易受到季度的影響。

1.2 BIM 技術(shù)

所謂 BIM 技術(shù)，也就是建筑信息模型的簡稱，其主要是根據(jù)工程項目的各種數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，從而建立起來的一種三維建筑模型。而且BIM 技術(shù)還能借助數(shù)字仿真模型將工程項目的各項真實信息完美的模擬出來，幫助相關(guān)的管理人員對工程項目進行更加準確和精細化的管理。

2、BIM 技術(shù)的特點

2.1 可視化

通過BIM 技術(shù)構(gòu)建出建筑模型是透明的，因此可以將項目結(jié)構(gòu)的各項信息完全的展示出來，這樣就完美的避免的了隱蔽工程中的隱患問題。這也是BIM 技術(shù)最大的特點，由于其可視性，使得設(shè)計人員不必依靠大腦的想象，而是可以直接看見各種工程結(jié)構(gòu)，這也使得設(shè)計人員不必總是面對二維圖紙，然后為了圖紙的可操作性，還需要在圖紙上標注各種建筑信息，不僅不利于施工人員的施工操作，對于設(shè)計人員來說也容易出現(xiàn)一些隱蔽性問題不易發(fā)現(xiàn)，極大的增加了設(shè)計人員與結(jié)構(gòu)模型的互動性，從而可以全面掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計信息。

2.2 協(xié)調(diào)性

BIM 技術(shù)具有很強的協(xié)調(diào)性特點，因此無論是設(shè)計人員還是施工單位都可以利用BIM 技術(shù)協(xié)調(diào)施工中的各項工作，從而有效的解決施工以及設(shè)計過程中的各項難點。如果在實際施工中遇到難以解決的問題，可以協(xié)同施工人員以及設(shè)計人員，利用BIM 技術(shù)對問題進行具體分析，并且同時可以利用模擬操作來探索最為有效的解決方式，而且利用三維模型，施工人員與設(shè)計人員的溝通是無障礙的，而如果利用傳統(tǒng)的二維圖紙，則很可能忽視各專業(yè)之間的碰撞問題。例如布置電梯井時，還要考慮到與其他設(shè)計的銜接問題，協(xié)調(diào)好凈空高度；再例如在進行防火分區(qū)設(shè)計時，要協(xié)調(diào)好和暖通管道之間的關(guān)系，但是這些內(nèi)容在二維圖紙上很難直觀的顯現(xiàn)出來，需要設(shè)計人員有很好的三維立體思維，一旦處理不好，就會給實際施工造成非常大的障礙，出現(xiàn)管線碰撞的問題。

而通過BIM 技術(shù)，可以有效協(xié)調(diào)工程中的管線碰撞問題，并且可以實現(xiàn)施工方、設(shè)計者以及業(yè)務無障礙交流，當施工單位有不理解的地方，可以直接通過BIM 技術(shù)建立的三維模型將問題指出來，如果在設(shè)計方面存在一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的地方也可以直接與設(shè)計人員交流，有效的避免了返工問題。

3、裝配式建筑設(shè)計的BIM方法應用實踐

3.1 工程概況

某一棟三層別墅為裝配式結(jié)構(gòu)，工程的建筑面積 372.2m2，其結(jié)構(gòu)體系是整體裝配式混凝土異形構(gòu)件結(jié)構(gòu)體系。在對該工程進行設(shè)計時，選擇 BIM 技術(shù)，Revit 軟件對工程的模型進行創(chuàng)建，并通過對模型的分析進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。

3.2 基于BIM 的構(gòu)件深化設(shè)計實踐

3.2.1 構(gòu)件拆分

首先將該工程的各個結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)導入到 Revit軟件中，形成一個三維立體模型，在該結(jié)構(gòu)模型中主要涵蓋了界面輪廓、鋼筋信息以及施工材等內(nèi)容，然后對該模型進行局部的修正，繼而對其進行構(gòu)件拆分。在拆分過程中，首先要在 Revit中使用 Dynamo 對構(gòu)件進行可視化的編程，而且還要在整個結(jié)構(gòu)模型中將現(xiàn)澆構(gòu)件拆分成多個部件，然后再將這些部件進行組件，最終完成構(gòu)件的拆分工作。

3.2.2 鋼筋創(chuàng)建

在對工程鋼筋創(chuàng)建時，要特別注意工程構(gòu)件中的鋼筋構(gòu)造要求和拆分要求，不斷完善鋼筋的布置流程，同時還要調(diào)用二次開發(fā)程序，對建筑工程的鋼筋參數(shù)信息不斷完善，將鋼筋材料合理的布置在預制構(gòu)件中。此外在進行預制梁設(shè)計過程中，在布置鋼筋時要嚴格遵循以下幾點要求：①從梁跨中后澆段中斷開縱筋的過程中，后澆段甩開的長度能夠滿足套筒安裝的尺寸。②在梁端方面，要選擇最大值，同時還要考慮到預制梁鋼筋的加密范圍。

3.2.3 埋件布置

在建筑工程埋件布置方面，需要嚴格依據(jù)建筑工程預制構(gòu)件埋件布置規(guī)則進行布置設(shè)計，比如，在進行該建筑工程梁柱埋件布置過程中，首先需要構(gòu)建包含有埋件的內(nèi)嵌族，同時，還應該注意，對于梁、板中鋼筋吊鉤環(huán)，還需要對其吊鉤形狀進行優(yōu)化設(shè)計，選擇適宜的布置位置。 對于預制柱上埋件，在布置環(huán)節(jié)，可以建立專門的預制柱族，同時，將預制柱的墻-柱連接處，鋼板的高度設(shè)置為實例參數(shù)，然后再進行參數(shù)化調(diào)整，即可在 Revit 軟件中，將所有參數(shù)進行關(guān)聯(lián)，形成全局參數(shù)。梁上吊鉤通過調(diào)用 Dynamo 中的點平移，可以建立吊鉤形狀多段線生成吊鉤鋼筋，從而準確確定吊鉤在梁上的位置參數(shù)，這樣即可完成梁上吊鉤布置。 對于建筑工程墻板中埋件布置，可以在 Tekla 中應用自定義組件來完成，在 Tekla 錨栓埋件命令的實際應用中，首先需要定義埋件的尺寸以及相對位置，然后選中墻體，并進行埋件布置，如圖 1 所示。

圖1 墻板埋板布置

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，裝配式建筑以其獨有的特點獲得了迅猛的發(fā)展，作為一種新型的建筑方式在實際設(shè)計時，需要各個專業(yè)進行高度的協(xié)調(diào)配合，在設(shè)計的每個階段也要有合理的銜接，而BIM 技術(shù)正好可以給裝配式建筑提供一個協(xié)調(diào)的平臺，提高設(shè)計師的工作效率，降低設(shè)計錯誤，從而推動裝配式建筑的進一步發(fā)展。

[1]董蘇然，許曉文，付素娟.BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的應用實踐[J].建設(shè)科技，2017（03）：37～39.

[2]魏辰，王春光，徐陽，石磊.BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的研究與實踐[J].中國勘察設(shè)計，2016（11）：28～32.

[3]魏辰，王春光，徐陽，石磊.BIM 技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計中的研究與實踐[J].中國勘察設(shè)計，2016，11：28～32.