淺析基于BIM技術(shù)的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

張盼盼

摘 要：在現(xiàn)階段的建筑業(yè)中，混凝土建筑物占有相對較高的比例。混凝土結(jié)構(gòu)如果運(yùn)用預(yù)制裝配的方式制成，那么將有助于減少預(yù)制混凝土消耗的總成本，同時也簡化了全過程的預(yù)制裝配操作。近些年來，設(shè)計人員在設(shè)計預(yù)制裝配混凝土?xí)r更多運(yùn)用了BIM手段，BIM技術(shù)本身具有信息化的顯著特征，對于此類技術(shù)有必要將其靈活運(yùn)用于建筑物相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，探求可行的設(shè)計模式與設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計方法

中圖分類號：TU375? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 BIM技術(shù)具備的特征及其內(nèi)涵

BIM技術(shù)也叫作建筑信息模型，此類技術(shù)本身具有三維數(shù)值的特征，其主要涉及三維模型的全面構(gòu)建。具體將上述模型運(yùn)用于現(xiàn)階段的建筑領(lǐng)域時，關(guān)鍵在于統(tǒng)計整個工期，通過施行全方位的建筑信息收集來模擬建筑施工特征。因此可見，BIM技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)在于可視化與模擬化的建筑物設(shè)計，通過收集信息來實現(xiàn)建模處理。目前，很多領(lǐng)域都已運(yùn)用了上述的三維建模手段，BIM技術(shù)因而體現(xiàn)出了獨(dú)特的建模操作優(yōu)勢。

在混凝土的各類建筑物中，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)具備的典型特征就在于預(yù)先制成混凝土構(gòu)件，然后即可隨時將其運(yùn)用于現(xiàn)場施工中。因此，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在本質(zhì)上屬于現(xiàn)澆型的特殊混凝土構(gòu)造，其中包括混凝土裝配以及結(jié)構(gòu)連接。具體在完成全過程的建模操作時，運(yùn)用BIM手段可以隨時輸入相應(yīng)的三維數(shù)值，從而生成了精確度較高的建筑物平面圖、混凝土立面圖以及剖面圖。

在某些情形下，如果有必要更改某些特定的設(shè)計環(huán)節(jié)，則與之有關(guān)的信息與數(shù)值就可以自動實現(xiàn)更改。由此可見，BIM技術(shù)應(yīng)當(dāng)能夠覆蓋全過程的建筑建模操作，針對其中涉及的工程進(jìn)度監(jiān)管、工程設(shè)計管理、采集工程信息與其他流程都能夠納入結(jié)構(gòu)設(shè)計的視角下，具體流程如圖1所示。

2 對于預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計運(yùn)用BIM的重要意義

首先是加快原有的工程建設(shè)進(jìn)度。從目前現(xiàn)狀來看，現(xiàn)階段較多房屋都是運(yùn)用預(yù)制裝配的方式建造而成的。因此在涉及建筑設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合現(xiàn)有的建筑設(shè)計需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。具體在實踐中，設(shè)計人員如果選擇了BIM建模作為其中的核心設(shè)計手段，則能夠創(chuàng)建多部門協(xié)同的新型設(shè)計模式，確保生產(chǎn)商、建筑設(shè)計單位、建筑施工單位能夠進(jìn)行全面配合，象在構(gòu)件制作與構(gòu)件安裝的全過程中，運(yùn)用BIM方式可以顯著縮減整體的設(shè)計成本，保證工程進(jìn)度并且優(yōu)化施工質(zhì)量。

其次是保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的實效性。預(yù)制裝配式設(shè)計運(yùn)用BIM的設(shè)計方式，因此在客觀上體現(xiàn)了更優(yōu)的建筑設(shè)計精度。與此同時，BIM技術(shù)還能夠全面覆蓋現(xiàn)場施工、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工混凝土構(gòu)件等各個操作流程。相比于原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，BIM設(shè)計模式體現(xiàn)出更優(yōu)的協(xié)同性，因此能夠在根本上增強(qiáng)現(xiàn)場指導(dǎo)的實效性并且保證了多部門之間的緊密配合。在BIM平臺的輔助下，設(shè)計部門就可以擬定相應(yīng)的預(yù)制裝配圖紙，然后運(yùn)用模型拆解的方式來精確判斷預(yù)制裝配施工涉及的吊裝支撐部位、生成模型的進(jìn)度、脫模情況與其他有關(guān)情況。在此前提下，BIM技術(shù)符合一體化建造的基本目標(biāo)。

最后是開展一體化的建筑設(shè)計。近些年來，建筑設(shè)計領(lǐng)域運(yùn)用的一體化模式已經(jīng)受到了較多企業(yè)關(guān)注，這是由于一體化模式具有突顯的技術(shù)優(yōu)勢，其能夠緊密結(jié)合各個相應(yīng)的設(shè)計流程與設(shè)計步驟。在BIM模型的輔助下，運(yùn)用一體化設(shè)計可以實現(xiàn)全過程的三維模型設(shè)計，其中包括針對建筑物外墻板、疊合支撐板、建筑樓體與其他部位的全方位設(shè)計。除此以外，一體化設(shè)計還能借助三維模擬的途徑與方式來呈現(xiàn)直觀的現(xiàn)場施工現(xiàn)狀，確保妥善完成全方位的技術(shù)交底。因此可知，運(yùn)用BIM建模手段可以提升現(xiàn)階段的預(yù)制裝配式質(zhì)量控制水準(zhǔn)，對于當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化施工模式予以全方位的推廣。

3 具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計運(yùn)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計時，如果選擇了預(yù)制裝配式的特殊設(shè)計模式，那么意味著將會減少綜合性的建筑設(shè)計資金與設(shè)計成本，同時也優(yōu)化了全過程的建筑質(zhì)量控制。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計手段相比，BIM建模方式體現(xiàn)出更優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計實效性，這是由于運(yùn)用此類建模方式可以著眼于全方位的建筑施工與建筑設(shè)計監(jiān)管。在當(dāng)前的實踐中，關(guān)于預(yù)制裝配式的特殊混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)關(guān)注以下的BIM運(yùn)用要點(diǎn)。

3.1 選擇合適的設(shè)計軟件

從現(xiàn)狀來看，有關(guān)部門已經(jīng)能夠靈活選擇多樣化的設(shè)計軟件。但是在涉及不同種類的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，與之有關(guān)的軟件種類也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)其差異性。因此在全面施行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該選擇與之相適應(yīng)的建筑設(shè)計軟件。具體而言，關(guān)于BIM建?？梢詢?yōu)先選用Autodesk類型的軟件，這是由于此類建模軟件能夠緊密銜接各個設(shè)計流程，從而保證了整個建筑物外觀的合理性。

與此同時，上述建模軟件還能用來實現(xiàn)全方位的碰撞檢測并且擬定可行的施工規(guī)劃，確保其符合可持續(xù)的建模設(shè)計宗旨與目標(biāo)。在此前提下，Autodesk的自動建模軟件還可以密切銜接現(xiàn)有的建設(shè)單位、項目工程師、項目業(yè)主以及承包商，針對不同種類的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)都可以選擇與之相符的結(jié)構(gòu)設(shè)計模式。象設(shè)計人員可以視情況修改軟件為其提供的樣板文件，在PC軟件的輔助下適當(dāng)修改當(dāng)前的各項設(shè)計指標(biāo)。對于BIM類型的軟件一般可以將其分成載入、內(nèi)建與系統(tǒng)，設(shè)計人員在選擇上述不同軟件的前提下，都可以借助直接建模的方式來制成施工圖紙。

3.2 多部門之間密切進(jìn)行配合

各個部門之間應(yīng)當(dāng)密切配合，在各方的配合下才能顯著優(yōu)化預(yù)制裝配式的基本施工質(zhì)量。象針對預(yù)制樓板與預(yù)制外墻而言，設(shè)計人員就需要隨時溝通項目勘測部門以及項目施工方，從而全面明晰混凝土本身具備的各項基本性能，在此前提下著眼于優(yōu)化現(xiàn)有的混凝土設(shè)計模式。

3.3 做好二次性的軟件開發(fā)

Autodesk的自動化軟件可以運(yùn)用二次開發(fā)的方式加以優(yōu)化與改進(jìn)，二次開發(fā)軟件有助于節(jié)約時間并且簡化設(shè)計流程。但是截至目前，設(shè)計人員如果要加載或者編輯某些特定的項目文件，那么仍然無法將其加載到其他有關(guān)項目中，而只能在原有的文件中予以操作。

4 結(jié)語

近些年以來，BIM技術(shù)逐漸受到較多建筑企業(yè)的認(rèn)同。通過運(yùn)用信息化手段來輔助實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以顯著減少綜合性的建筑設(shè)計成本，同時也符合一體化的新型建筑設(shè)計模式。

參考文獻(xiàn)

[1]馮國華.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造技術(shù)進(jìn)展研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013（1）：39-40.