裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

李紅昌

【摘要】為了進(jìn)一步提高建筑工程的品質(zhì)以及滿足人們對于建筑的要求，設(shè)計(jì)單位在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中逐漸引入了許多先進(jìn)的技術(shù)，其中BIM技術(shù)因其特有的特性和優(yōu)點(diǎn)，所以在建筑行業(yè)中得到了廣泛的關(guān)注。本文主要對BIM技術(shù)的特點(diǎn)和裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了簡單的介紹，以期為今后BIM技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】裝配式;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM技術(shù)

BIM技術(shù)憑借其自身的優(yōu)越性被工程師運(yùn)用到裝配式建筑的設(shè)計(jì)中，不僅加快了建筑物的本身工程進(jìn)度，還能夠有效減少環(huán)境污染的情況。所以，將BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑設(shè)計(jì)中的做法得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)同。但是，在應(yīng)用過程中，要注意BIM技術(shù)的全面性，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，提高資源的有效利用率。

1、BIM應(yīng)用特點(diǎn)

裝配式工程在總體上和線路工程相似，工程跨度大，和地形的關(guān)系密切。對于裝配式管廊而言，除了具有線路工程的特性之外，還具有節(jié)點(diǎn)工程的特性，需著重考慮標(biāo)段之間的連接節(jié)點(diǎn)。因此，在裝配式管廊工程中的BIM應(yīng)用，應(yīng)處理好管廊的線路特性和節(jié)點(diǎn)特性。利用BIM數(shù)據(jù)化的特性，通過對標(biāo)高軸網(wǎng)的微調(diào)，使其貼合實(shí)際工程，承載工程走向、高程變化等信息。同時(shí)，利用BIM可視化的特點(diǎn)，通過對復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維建模，對管廊工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

2、BIM裝配式深化設(shè)計(jì)目標(biāo)

BIM裝配式建筑是指利用BIM技術(shù)，將傳統(tǒng)裝配式建筑從大量的現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到工廠加工中去，借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬建造和深化設(shè)計(jì)，使信息化與工業(yè)化深度融合，打造基于BIM的統(tǒng)一管理平臺。實(shí)現(xiàn)裝配式建筑全生命周期信息在設(shè)計(jì)施工、構(gòu)件生產(chǎn)和建造運(yùn)維各環(huán)節(jié)間的相互傳遞和動(dòng)態(tài)完善，對質(zhì)量和成本的實(shí)時(shí)監(jiān)控。預(yù)制裝配構(gòu)件的可視化模擬，優(yōu)化生產(chǎn)和工序穿插過程，對裝配式預(yù)制構(gòu)件的全生命周期進(jìn)行可追溯性管控[1]。

3、BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1在前期規(guī)劃的應(yīng)用將BIM應(yīng)用

在建筑前期的規(guī)劃中，其用途較為廣闊，如可以從建筑形體布局分析、場地模型日照分析、場地風(fēng)環(huán)境模擬分析等多方面進(jìn)行論述。如，建筑形體布局分析，通過對模擬數(shù)據(jù)的整合，可以比較各種方案，分析建筑形式的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定建筑布局，這樣，可以從數(shù)據(jù)上深化設(shè)計(jì)。場地風(fēng)環(huán)境模擬分析，在對場地進(jìn)行初步分析時(shí)，可以對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行建立，并在有關(guān)流體力學(xué)軟件中導(dǎo)入該模型，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)環(huán)境的模擬分析。場地模型日照分析，選擇防護(hù)裝置進(jìn)行模擬，可以指示建筑物的適當(dāng)方位范圍、不適當(dāng)方位范圍和最佳方位角，從而確定建筑物的最佳方位。

3.2構(gòu)件拆分

在分析建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型階段，在對構(gòu)件的拆解中，要注意計(jì)算步驟，計(jì)算步驟處于拆分之前，不能夠被忽略。在拆分的時(shí)候，要注意合理科學(xué)地拆分，不能按照自身意愿進(jìn)行拆分，以防止丟失數(shù)據(jù)。在相關(guān)工作中，每一部分的工作人員都要做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，強(qiáng)化自身的素質(zhì)，對構(gòu)件負(fù)有應(yīng)有的責(zé)任心。在構(gòu)件的相關(guān)工作中，操作人員應(yīng)該詳細(xì)了解步驟和流程，在細(xì)節(jié)處理上也要細(xì)心，防止使結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重誤差[2]。

3.3精細(xì)化設(shè)計(jì)降低裝配式建筑的設(shè)計(jì)誤差

因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，施工圖經(jīng)常遇到墻、管等情況，以往結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖紙，即使是二維圖紙，上面的問題是不容易找出來的。在施工的時(shí)候，問題就會暴露出來，結(jié)構(gòu)碰撞發(fā)生后，建設(shè)單位不得不要調(diào)整施工方案，避開碰撞的地方，這樣就會導(dǎo)致使用的建筑材料增多，拖慢了施工進(jìn)度，最終導(dǎo)致項(xiàng)目不能按時(shí)完成。BIM軟件就不會出現(xiàn)這個(gè)問題，有了三維模型后，模型會被軟件自動(dòng)檢測、評審，模型設(shè)計(jì)中存在的問題歸納為一起，設(shè)計(jì)人員收到問題信息后對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行整改、修正。整改、修正完畢，BIM軟件又重新檢測、評審三維模型，并再次提示錯(cuò)誤，如此反復(fù)多次，直到所有問題都得到解決。例如，在預(yù)制房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常發(fā)生管線布置自身及與結(jié)構(gòu)構(gòu)件碰撞，這是因?yàn)榻ㄖ芫€種類多，有給排水管、強(qiáng)弱電線等，裝配式構(gòu)件又具有預(yù)制性及模塊性，管道與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)是很難實(shí)現(xiàn)的，但BIM軟件可以檢測管道位置是否正確，如果軟件檢測到有碰撞等異常情況時(shí)，系統(tǒng)就會有出錯(cuò)的提示，在監(jiān)理人員的充分參與下完成分析過程，能夠促使管線更加優(yōu)化、結(jié)構(gòu)構(gòu)件更加安全合理，降低裝配式建筑的設(shè)計(jì)誤差[3]。

3.4節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

為保證墻板與底板連接的可靠性，利用墻板預(yù)留出墻的鋼筋和底板鋼筋進(jìn)行綁扎，形成暗梁，再進(jìn)行底板澆筑。在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置馬凳筋，其間距為200mm。疊合墻板預(yù)留出墻的鋼筋包括兩種，伸出長度為400mm的單板內(nèi)縱向鋼筋和伸出長度為300mm的板間不等長U型連接鋼筋。墻板縱向伸出鋼筋存在于墻板左右兩端，各布置三根，同時(shí)用作定位鋼筋。U型連接筋以間距100mm布置，和馬凳筋間隔交錯(cuò)，用以充當(dāng)暗梁箍筋。在U型鋼筋和馬凳筋形成矩形空間的四角上，設(shè)置四根縱筋，與馬凳筋、底板鋼筋共同綁扎，形成暗梁。外墻板距預(yù)制底板400mm處放置，在墻板與底板連接處，設(shè)置淺溝槽，與疊合墻同寬，深20mm。以墻板為界，現(xiàn)澆底板廊體內(nèi)外側(cè)高度不同，借助墻板和底板連接處內(nèi)外側(cè)不等高，可增大過水路徑，用于防水。

3.5在協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用

依靠公共BIM平臺，各行各業(yè)可以共享信息，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目協(xié)作，如水、暖、電等行業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)要對項(xiàng)目信息和文檔進(jìn)行完整的創(chuàng)建，供項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員查看和使用，并分析收集的信息，以實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的信息共享，并使其能夠及時(shí)溝通和調(diào)整。

結(jié)語：

總之，作為一種新技術(shù)，BIM技術(shù)在預(yù)制高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是十分必要的。在預(yù)制裝配式高層住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，構(gòu)建了虛擬建筑，有效解決了傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)中的缺陷，不但可以節(jié)約資源，也能對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。所以，BIM技術(shù)在預(yù)制裝配高層住宅設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果十分良好，可以進(jìn)行推廣，不但有助于更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也利于施工管理。所以，相關(guān)人員還需要進(jìn)一步強(qiáng)化對BIM技術(shù)的研究，使其能夠與時(shí)俱進(jìn)的和建筑施工技術(shù)相結(jié)合，切實(shí)實(shí)現(xiàn)建筑的高質(zhì)量、高效率的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張丁.BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)施[J].門窗，2019（14）：143.

[2]嚴(yán)偉偉.探討B(tài)IM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)施[J].地產(chǎn)，2019（14）：40+42.

[3]王功霞.BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019（16）：118-119.