BIM技術(shù)下的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法討論

劉樂樂

摘? ? 要：伴隨著人們生活水平的需求，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)的建筑行業(yè)正被大量的應(yīng)用著，BIM技術(shù)的推廣有利于加快住宅產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，可以為建筑企業(yè)在施工過程中節(jié)省人力物力等資源，提高建筑的品質(zhì)。本文對(duì)BIM技術(shù)下的預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行討論，以期能夠?yàn)榻ㄖ髽I(yè)帶來參考幫助。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);裝配式混凝土結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方法

1? 前言

BIM 技術(shù)在當(dāng)前的建筑業(yè)中有著廣闊的前景，合理運(yùn)用 BIM 技術(shù)可以減少施工過程中的誤差率，也可以在設(shè)計(jì)住宅的時(shí)候保證科學(xué)性和準(zhǔn)確性。因此，施工企業(yè)需要了解 BIM 技術(shù)的重要性。充分認(rèn)識(shí)其重要性，才能有效地管理建設(shè)項(xiàng)目的施工，為未來的預(yù)裝式住宅的開發(fā)具有更高的效率。由此，我們需要對(duì) BIM 的主要內(nèi)用進(jìn)行深入了解。

2? BIM 技術(shù)簡(jiǎn)述

BIM 技術(shù)BIM 即 Building Information Mode-ling，是技術(shù)的一個(gè)集成平臺(tái)。通過該技術(shù)集成平臺(tái)，組建一種多維的信息模型，使建設(shè)項(xiàng)目的所有參與方參與規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修、管理和運(yùn)營(yíng)等階段，從根本上改變了從業(yè)人員依靠符號(hào)文字和形式圖紙進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式。在工程的各個(gè)階段做到可視化模擬以及數(shù)據(jù)化、信息化描述，同時(shí)各個(gè)專業(yè)之間協(xié)同工作。預(yù)先模擬復(fù)雜節(jié)點(diǎn)連接，檢測(cè)碰撞等全新運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了在建項(xiàng)目全生命周期內(nèi)提高工作效率和質(zhì)量、減少錯(cuò)誤和降低風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)鏈的完善，為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑提供了一定的技術(shù)支撐。

3? 預(yù)制裝配式混凝土中BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

相對(duì)于傳統(tǒng)的管理技術(shù)而言，BIM 技術(shù)具有很大程度的應(yīng)用價(jià)值，確保我國(guó)建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化發(fā)展，使其得到更為有效的發(fā)展。在此過程中，我國(guó) BIM 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟，與裝配式建筑有效結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)，在一定程度內(nèi)保障實(shí)現(xiàn)互利共贏。裝配式建筑普遍存在較短的生產(chǎn)周期和較強(qiáng)結(jié)構(gòu)性，具有較高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，但是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，社會(huì)水平得到了很大程度的提升，人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)與空間性能提出了更高的要求。在近幾年建設(shè)中，裝配式建筑得到很大程度的發(fā)展，但是受到項(xiàng)目管理水平較低，信息傳遞緩慢，建筑生命周期不足，深化設(shè)計(jì)誤差以及相關(guān)法律法規(guī)的不完善等因素的影響，裝配式建筑發(fā)展受到了一定程度的限制。在裝配式建筑建設(shè)過程中合理應(yīng)用 BIM 技術(shù)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)法律構(gòu)建提供更為全面的視角，保證法律法規(guī)構(gòu)建的完善性。BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用還可以實(shí)現(xiàn)三維方式呈現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)和外觀，使深化設(shè)計(jì)存在的誤差達(dá)到一定程度的避免。

4? BIM 技術(shù)在預(yù)制裝配式凝土結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)方法

4.1? 制訂符合本工程的BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)

在企業(yè)制定BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵循著企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)企業(yè)以及本工程的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與目標(biāo)進(jìn)行規(guī)定，在對(duì)BIM的應(yīng)用范圍和選擇軟件時(shí)要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇;為了實(shí)施一體化的工作流程，在參數(shù)信息要求和建模上一定要以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的BIM模型為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)交付定制組的說明和裝配式混凝土結(jié)構(gòu)知識(shí)庫的使用說明要嚴(yán)格注意，從而確保工程能夠一體化的實(shí)施。

4.2? BIM模型與圖紙繪制的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用到裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中，首先是建立BIM模型以及設(shè)計(jì)圖紙的繪制。在裝配式建筑BIM模型建立過程中，其主要是包括以下幾個(gè)階段：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定、模型建立以及模型的實(shí)際應(yīng)用。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)裝配式建筑的具體要求，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)類型、材質(zhì)以及尺寸大小等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并使用相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)計(jì)過程中所有參數(shù)進(jìn)行管控，不但如此，一旦相關(guān)某個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，與之相關(guān)的一些數(shù)據(jù)都會(huì)發(fā)生一定的變化，這樣一來，就可以有效地降低設(shè)計(jì)圖紙錯(cuò)誤問題的發(fā)生率，對(duì)于提高設(shè)計(jì)的整體水平有著非常積極的意義。

4.3? BIM 技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

通過 BIM 技術(shù)建立裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件庫的 BIM 模型，以數(shù)字和圖形形式表示這些構(gòu)件的信息，用 BIM 平臺(tái)進(jìn)行智能化控制：根據(jù)裝配式建筑部品部件的用途和使用位置進(jìn)行分類，統(tǒng)計(jì)數(shù)量和規(guī)格，逐步形成標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件庫，為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)積累素材。BIM 技術(shù)還可通過可視化設(shè)計(jì)和信息化管理對(duì)裝配式建筑中的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行精細(xì)化拆分設(shè)計(jì)，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的類型和數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過協(xié)同設(shè)計(jì)使各專業(yè)在同一平臺(tái)上預(yù)先進(jìn)行可視化模擬建造，使建筑中各類管線鋪設(shè)、結(jié)構(gòu)高度和室內(nèi)環(huán)境等相互協(xié)調(diào)，避免碰撞，提前打通裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈。

4.4? BIM技術(shù)在裝配式建筑建設(shè)施工階段的應(yīng)用

在裝配式建筑施工建設(shè)階段，將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，可以有效提升工程施工的整體效率以及工程質(zhì)量，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)裝配式建筑的推廣以及發(fā)展有著非常積極的意義。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，BIM技術(shù)的積極作用更多體現(xiàn)在建筑施工管理方面。

（1）預(yù)制構(gòu)件的管理。由于裝配式建筑所應(yīng)用到的預(yù)制構(gòu)件種類以及數(shù)量較多，因此，在實(shí)際的施工過程中，不可避免地就會(huì)出現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件丟失或者使用錯(cuò)誤的現(xiàn)象發(fā)生。在施工過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，通過對(duì)BIM技術(shù)以及RFID技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于預(yù)制構(gòu)件的使用進(jìn)行追蹤以及管控。

（2）施工模擬仿真。隨著科技的迅速發(fā)展，裝配式建筑施工的機(jī)械化程度越來越高，且各類施工工藝十分復(fù)雜，管理難度較高。利用 BIM技術(shù)，可以對(duì)裝配式建筑工程進(jìn)行事先的施工模擬和仿真，實(shí)現(xiàn)施工流程和施工方案的優(yōu)化，從而準(zhǔn)確定位構(gòu)件并實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量安裝。除此之外，BIM 技術(shù)的虛擬模擬仿真，有利于實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地布置。首先，BIM 技術(shù)能夠?qū)κ┕さ娜^程進(jìn)行正序或倒序模擬，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各功能區(qū)的配置和安全進(jìn)行分析，通過合理分布垂直機(jī)械、臨時(shí)設(shè)施、構(gòu)配件等設(shè)備和物料的位置，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)道路、車輛運(yùn)輸路線的優(yōu)化，從而減少施工現(xiàn)場(chǎng)二次搬運(yùn)造成的成本浪費(fèi)，并且有效加快施工的裝配進(jìn)度。其次，BIM 技術(shù)還能夠利用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性能評(píng)估及動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，完善施工現(xiàn)場(chǎng)安全應(yīng)急預(yù)案，從而保證建筑施工的安全實(shí)施。

4.5? BIM 技術(shù)與工業(yè)化生產(chǎn)

BIM 信息化技術(shù)把裝配式建筑的預(yù)制部品部件以圖形和數(shù)據(jù)化信息導(dǎo)入工廠自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中。設(shè)備可以自動(dòng)生成構(gòu)件材料清單和下料單等，并通過可視化表達(dá)幫助工人更好地理解設(shè)計(jì)意圖。通過 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，可以縮短構(gòu)件生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間，使“拉動(dòng)式生產(chǎn)系統(tǒng)”成為可能。通過 BIM 技術(shù)的應(yīng)用，還可以降低工廠優(yōu)化和深化設(shè)計(jì)費(fèi)用，增加自動(dòng)化設(shè)計(jì)和分析軟件的使用，加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量控制和設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，減少返工。

5? 結(jié)語

為了保證在施工過程中由于施工指導(dǎo)不足而導(dǎo)致的返工問題，目前在建筑行業(yè)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中普遍采用BIM技術(shù)，從而解決高耗能與勞動(dòng)浪費(fèi)的問題。裝配式結(jié)構(gòu)在進(jìn)行整體設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，不僅要考慮到結(jié)構(gòu)的特殊性，也一定要考慮到裝備室結(jié)構(gòu)的設(shè)備是否能夠滿足建筑物的整體設(shè)計(jì)需求，希望通過本文的仔細(xì)分析，不僅能夠有效推動(dòng)我國(guó)當(dāng)前建筑行業(yè)快速發(fā)展，也能夠更好地保證我國(guó)的建筑企業(yè)在進(jìn)行整體建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，運(yùn)用該技術(shù)，保證結(jié)構(gòu)的合理性，科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張啟志.基于BIM軟件下的裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].鋼結(jié)構(gòu)，2018（2）：114～117.

[2] 顏磊.裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工及抗震性能研究[D].青島理工大學(xué)，2018.