BIM技術(shù)在裝配整體式混凝土建筑深化設(shè)計中的應(yīng)用

徐馬云龍 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230032）

0 前言

隨著我國建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型，裝配整體式建筑得到大力發(fā)展，BIM技術(shù)以其信息集成化、設(shè)計工作過程的傳遞性、對專業(yè)協(xié)同設(shè)計的充分支撐等特點廣泛應(yīng)用于裝配整體式建筑的設(shè)計、施工、裝配、管理、使用維護等各階段，BIM技術(shù)貫穿建筑建造的全過程。利用BIM技術(shù)對裝配整體式建筑進行設(shè)計優(yōu)化工作，建立裝配整體式建筑信息模型，結(jié)合結(jié)構(gòu)計算軟件對結(jié)構(gòu)進行計算分析，將預(yù)制構(gòu)件進行合理的布置，完成構(gòu)件通用化、模數(shù)化、標準化、信息化、協(xié)調(diào)化等設(shè)計，促進建筑產(chǎn)業(yè)內(nèi)各專業(yè)、各階段間的協(xié)同工作能力的提升，從而完成建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

1 BIM技術(shù)與裝配整體式建筑

1.1 BIM技術(shù)簡述

BIM，全名 Building Information Modeling，通過建模軟件將建筑的各項相關(guān)信息、數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，構(gòu)建所有建筑構(gòu)件的三維信息模型。同時BIM不僅僅是將各項建筑數(shù)字信息集成在同一模型中，而是能夠基于建筑信息模型對目標建筑設(shè)計圖紙進行模擬、整合、協(xié)調(diào)、檢查等，進而實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計、生產(chǎn)施工的科學(xué)管理等工作內(nèi)容。

1.2 裝配整體式建筑

裝配整體式混凝土建筑是由預(yù)制構(gòu)件通過可靠的方式進行連接并與現(xiàn)場后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。裝配整體式混凝土建筑今后將是房地產(chǎn)和建筑業(yè)的發(fā)展重點，全國范圍內(nèi)的高等院校、科研機構(gòu)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工企業(yè)都將圍繞裝配整體式建筑及BIM技術(shù)展開相關(guān)的研究與實踐工作。

圖1 合肥某項目的單體建筑的BIM模型

2 裝配整體式混凝土建筑設(shè)計方法

2.1 常規(guī)的設(shè)計方法

目前常規(guī)的設(shè)計方法是基于等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基本設(shè)計概念。首先確定結(jié)構(gòu)體系，進行結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)整體計算分析，水電暖專業(yè)協(xié)同設(shè)計，完成建筑的施工圖設(shè)計。在施工圖的基礎(chǔ)上，進行預(yù)制構(gòu)件的布置、預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點等專項設(shè)計工作。最后展開預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計工作。

在此設(shè)計過程中，涉及多專業(yè)的協(xié)同工作，在建筑規(guī)劃方案階段即需考慮預(yù)制構(gòu)件的布置、生產(chǎn)、運輸、安裝等問題，對設(shè)計、生產(chǎn)、安裝都提出了較高的要求。

2.2 基于BIM技術(shù)的設(shè)計方法

基于BIM技術(shù),由不同專業(yè)的設(shè)計人員為該項目創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)、給排水等3D信息化模型，進而建立裝配整體式混凝土建筑模型。設(shè)計人員可進行、預(yù)制構(gòu)件布置、連接節(jié)點設(shè)計，同時完成校核鋼筋、預(yù)埋管線、孔洞等工作，進行鋼筋、水電管線的碰撞檢查，并進行預(yù)制構(gòu)件的安裝模擬檢查，顯示出是否存在鋼筋、水電管線的碰撞、預(yù)制構(gòu)件的安裝方案是否合理等內(nèi)容。

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商可通過BIM模型，對預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的勞務(wù)、材料、設(shè)備等的需用量進行模擬計算和優(yōu)化，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件、機電等專業(yè)能夠在同一平臺上進行協(xié)同工作，減少不同專業(yè)間的交叉工作，從而提高生產(chǎn)效率和準確率、降低整體生產(chǎn)成本。

施工企業(yè)亦可通過BIM模型，在施工前可模擬預(yù)制構(gòu)件吊裝施工的工作。根據(jù)預(yù)制構(gòu)件安裝順序、后澆節(jié)點的鋼筋布置等3D模型，制作預(yù)制構(gòu)件吊裝施工模擬視頻，在實際施工開始之前對預(yù)制構(gòu)件吊裝施工方案進行合理優(yōu)化，進而提高安裝效率、降低施工難度、優(yōu)化施工造價成本。

3 BIM技術(shù)實際應(yīng)用案例

合肥市某裝配式建筑項目，抗震設(shè)防烈度為7度，II類場地，地下一層，地上30層，建筑高度87.3m，抗震等級為二級。

該項目單體構(gòu)造邊緣構(gòu)件部位采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，其余部分采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),預(yù)制裝配率不低于50%。

根據(jù)《關(guān)于公布＜合肥市裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配率計算方法（試行）＞的通知》(合建設(shè)〔2013〕15號)，預(yù)制裝配率的計算公式為：

通過revit軟件建立BIM戶型模型（圖2）、預(yù)制水平構(gòu)件模型（圖3）、預(yù)制豎向構(gòu)件（圖4）、后澆節(jié)點設(shè)計（圖 5）等。

4 結(jié)束語

當(dāng)前我國正致力于BIM技術(shù)、裝配整體式建筑的推廣應(yīng)用，建筑行業(yè)的發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑?、自動化、集成化、標準化以及信息化。裝配整體式混凝土建筑的設(shè)計工作中，BIM技術(shù)的應(yīng)用將建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件布置、連接節(jié)點的鋼筋碰撞、預(yù)埋管線孔洞、預(yù)制構(gòu)件安裝等各階段的信息進行集成整合，提高設(shè)計效率、設(shè)計精度等，促進我國建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

圖2 戶型模型

圖3 預(yù)制水平構(gòu)件模型

圖4 預(yù)制豎向構(gòu)件

圖5 后澆節(jié)點設(shè)計