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

王長剛

（河北晶程建筑設(shè)計有限公司，河北 滄州 061000）

1 BIM技術(shù)在裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 解決建筑設(shè)計問題

在設(shè)計預(yù)制裝配式建筑時，想要讓繪制的圖紙更有效，設(shè)計者要從多層環(huán)節(jié)進行繪制，首先要繪制平面圖形，之后，再進行立體繪制，這樣，不但會浪費很多精力和時間，還會影響到設(shè)計的質(zhì)量。所以，可以應(yīng)用BIM技術(shù)，這樣，不但可以對建筑設(shè)計中存在的問題進行良好的解決，同時還能夠減輕設(shè)計者的工作壓力，最大程度的提升設(shè)計質(zhì)量。

1.2 策劃與建筑正向設(shè)計

在裝配式建筑技術(shù)策劃階段，建筑師或者工程師不能夠準確針對項目定位、建筑規(guī)模、成本限額為投資建設(shè)方提供合理的可視化的產(chǎn)業(yè)化方案，后期設(shè)計依據(jù)不足。需以模數(shù)化設(shè)計為核心，以將尺寸協(xié)調(diào)的功能單元進行組裝的理念來指導(dǎo)設(shè)計思路，運用BIM技術(shù)來實現(xiàn)從方案一直到施工圖階段的正向設(shè)計，以不同階段、不同深度的整體裝配式BIM模型為典型成果。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 在方案設(shè)計的應(yīng)用

在方案設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以使設(shè)計效率獲得提升，多種優(yōu)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)方案比選。想要使設(shè)計策略更具針對性，需要將綠色建筑理念應(yīng)用在各個專業(yè)領(lǐng)域中進行交流，以防止設(shè)計失誤問題出現(xiàn)。簡言之，有關(guān)方案必選，可通過BIM技術(shù)對各方案工程造價、建筑造型等內(nèi)容進行分析，從而選出最佳的方案。如，控制戶型面積，可使用BIM模塊來實現(xiàn)提快推敲，這樣，能夠?qū)Σ煌δ芸臻g面積進行反映，并且建筑師可以按照具體狀況適當(dāng)進行調(diào)節(jié)。

2.2 設(shè)計輔助與構(gòu)件制作

由于前期設(shè)計端考慮不周、信息化程度低、管理的粗放，導(dǎo)致構(gòu)件廠異形構(gòu)件數(shù)量多、模具周轉(zhuǎn)率低、生產(chǎn)效率低、資源浪費。施工企業(yè)不具備裝配式建筑施工組織經(jīng)驗，軟件和硬件配置不充分，嚴重限制裝配式施工發(fā)揮其保質(zhì)量、縮工期的優(yōu)勢。需以服務(wù)于裝配式構(gòu)件制作車間和現(xiàn)場為中心，運用BIM技術(shù)來輔助制造和安裝，并擴展至模具設(shè)計制作和構(gòu)件吊運等環(huán)節(jié)。

2.3 設(shè)計深化的運用

服務(wù)用于裝配式構(gòu)件制造中的現(xiàn)存問題，當(dāng)下裝配式建筑的工作方式大多是通過常規(guī)的設(shè)計工作出具二維圖紙，交付預(yù)制構(gòu)件廠家后再由預(yù)制構(gòu)件廠家進行二次翻模，進而訂制模具后在車間內(nèi)完成所需構(gòu)件的生產(chǎn)。其主要缺點在于設(shè)計單位所提交的裝配式訂單圖紙無法供構(gòu)件加工車間使用，而多數(shù)預(yù)制構(gòu)件廠家出具模具圖紙和加工圖紙的效率較低，且二維構(gòu)件圖紙未經(jīng)過預(yù)拼裝，在車間加工環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)鋼筋碰撞情況，但模具改造和節(jié)點深化設(shè)計的綜合成本極高。所以在設(shè)計的過程中需要利用三維模型進行預(yù)拼裝，檢查構(gòu)件的外形尺寸、預(yù)留連接鋼筋、鋼筋套筒、連接金屬波紋管及預(yù)留洞口等是否正確。

2.4 構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計

裝配式建筑設(shè)計需要采用工業(yè)化建造的思維，要求標準化、參數(shù)化、精細化，以滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)的要求。參數(shù)化設(shè)計是指將整個系統(tǒng)分為獨立的小空間模塊，根據(jù)用戶需求對單獨模塊進行選擇和設(shè)計，再創(chuàng)建出具有不同功能及性質(zhì)的模塊體系。參數(shù)化設(shè)計是指將整個系統(tǒng)分為獨立的小空間模塊，根據(jù)用戶需求對單獨模塊進行選擇和設(shè)計，再創(chuàng)建出具有不同功能及性質(zhì)的模塊體系。研究表明，通過參數(shù)化組合形式可實現(xiàn)建筑從單元到整體的轉(zhuǎn)變。設(shè)計遵循從上到下的多層次設(shè)計結(jié)構(gòu)組合。通過BIM 從族庫中挑選所需，運用到基于構(gòu)件庫的深化設(shè)計階段，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)模擬和施工等程序的結(jié)合。研究基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計與建造關(guān)鍵技術(shù)，參數(shù)化設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計標準化的基石，標準化設(shè)計是裝配式設(shè)計的關(guān)鍵。三者關(guān)系緊緊相扣，是順利完成裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要步驟。將相同類型的構(gòu)件整合為一個構(gòu)件庫，在設(shè)計時從預(yù)先創(chuàng)建好的族庫中選擇所需構(gòu)件，若查詢不到所需構(gòu)件，設(shè)計人員可參數(shù)化定義新型構(gòu)件，創(chuàng)建的新構(gòu)件稱為“族”，用于滿足特殊的建筑布局要求。裝配式參數(shù)化設(shè)計是DFMA（制造和裝配設(shè)計）與BIM的有機結(jié)合，是一種新的設(shè)計理念。

2.5 在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中的應(yīng)用

BIM模型將各個專業(yè)整合成一個三維模型，不僅可以準確直觀地觀察各類構(gòu)件的布局和布置，還可以觀察各類構(gòu)件之間的相關(guān)位置關(guān)系。此外，在BIM三維協(xié)同環(huán)境下，與設(shè)計、施工、機電安裝等協(xié)調(diào)準確高效，同時還可以對裝配件和管線進行進一步的布置，提高合理性和利用率。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中使用BIM技術(shù)，能夠保證設(shè)計人員共同完成設(shè)計，并且對各項信息數(shù)據(jù)進行匯總，從而增強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)調(diào)性。運用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。首先，中間的數(shù)據(jù)文件能夠作為連接因素，使用不同的軟件進行設(shè)計也可以將信息等進行合理的整合。除此之外，建立中性數(shù)據(jù)庫，將所得到的信息都集合到一個處理平臺上，再通過處理平臺對得到的數(shù)據(jù)進行處理，最終實現(xiàn)信息之間的共享。

3 結(jié)語

總之，作為一種新技術(shù)，BIM技術(shù)在預(yù)制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用是十分必要的。在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(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)計中的缺陷，不但可以節(jié)約資源，也能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境進行保護。所以，相關(guān)人員還需要進一步強化對BIM技術(shù)的研究，使其能夠與時俱進的和建筑施工技術(shù)相結(jié)合，切實實現(xiàn)建筑的高質(zhì)量、高效率的建設(shè)。