BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践

BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践

王卫军

中冶武勘工程技术有限公司，湖北武汉4300080

摘要：随着我国城镇化进程不断加快，推动了建筑领域朝着工业化的方向发展。而BIM技术能够为建筑工业化的发展提供可靠保障，现阶段装配式建筑对建筑工业化发展起到了重要作用，三者之间有着紧密关系。基于此，文章首先分析了BIM技术的主要特点，然后对BIM技术在装配式建筑设计中的应用要点进行了研究，以供参考。

关键词：装配式建筑；设计要点；BIM技术

1、BIM技术概述

建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)的概念最早由美国提出，并且随着近年来信息技术的高速发展，BIM技术也愈发成熟，逐渐成为能够涵盖建筑工程项目全生命周期所有信息数据的三维模型，其中蕴含的信息数据包含多方面。BIM技术在实践应用进程中具备了如下特点，首先BIM技术的可视化，BIN方法与其他建筑设计方法有所不同，所形成的建筑设计模式并非完全实心的，而是透明可视化的，在这个模式下，技术人员能够观察整个建筑物结构，对建筑物的具体数据有了一个全方位的掌握，十分直观简单。其次，由于BIM技术是十分富有协调性的，这种科技能够帮助工程设计管理人员以及建筑施工管理者，对整个施工阶段与设计流程都有一个非常好的初步设计流程，并且，也因为BIM技术能够将整个施工的全部数据模型都建模了出来，从而使得工程技术人员有全面认识的设计流程，也使得工程技术管理人员能够在应用BIM技术时对施工阶段中发生的所有问题，都可以非常清楚地了解缘由，并且迅速针对其问题协商出处理的措施，并进行施工调度。BIM技术除了在实际施工中使用外还拥有自身优越性。作为运用信息化技术手段对装配式工程实行模拟、优化、科学管理的重要技术手段，BIM技术还可以更迅速地对在设计制图流程中可能会发生的数据信息出错加以查漏补缺，从而及时排除由于工程设计疏忽而导致的施工问题，并最终实现了节约投资的目的与效益。

2、BIM技术在装配式建筑设计中的应用研究

2.1创建预制构件库

（1）分类选择装配式设计预制构件在不同的工程设计系统中并不能做到通用，所以建筑设计部门在建设预制结构仓库的过程中要遵循精细化的建筑设计思想，根据设计特点对不同的预制建筑结构加以划分，选用适合本设计结构要求的预制建筑结构。以预制装配式混凝土结构为例，建设单位通常将其划分为装配全尺寸框架混凝土构件、剪力墙框架和整体式框架。在选择架构时厘侧重于选择数字信号系统，即所选用的预制构件必须满足预制装配式设计的条件。(2)信息创建待构件入库后，设计单位就必须对每一位已入库的预制构件进行信息创建。信息创建过程主要包括以下两个工作环节：首先，将各个构件编号统一，提升了结构库的标准化。第二，全面说明各个结构，重点包括结构的几何信息与非结构几何信息。前者主要指出预制结构的长度与其在整个工程构件中的相对位置等，而后者则主要指出预制结构的材料说明、载荷说明和装配说明等。(3)审核入库由专业的审查员核对所有预制构件的结构信息，待无误后将其上传至预制构件库中。结构评估的主要包括以下方面：第一，检查结构的信息编码能否与结构的类型相对应；第二，检查结构的信息描述能否与结构类型匹配。（4）管理实现构件入库监管系统的实现，是为了充分发挥基于BIM技术构件入库对装配式建筑结构影响的关键步骤，所以系统可在建筑构件审核入库时设定权限，并赋予设计万、施工万、构件管理万客户的权限，赋予建设万企业内部管理的身份，客户有权查看，企业内部员工也有权删减、修改、提交和使用。

2.2装配式建筑预制构件设计

在装配式建筑工程施工平面布置形式设计完成后，可根据工程施工设计要求，对装配式建筑项目中应用的各种预制构件实施全面设计，并将施工设计图内的各种数据资料上传至BIM平台内，主要包括预制构件施工流程、安装位置、安装数量等，同时还需对预制构件各项施工顺序进行合理规划。选择不同规格的预制构件，明确其相关数值。应用BIM技术，创建科学合理的装配式建筑预制构件信息库；依据BIM模型具体运行状况，在信息平台中获取预制构件的各种数据；查询各种预制构件的中心线信息；依据预制构件相关中心线信息，最终形成装配式建筑工程预制构件。以此为基础，结合装配式建筑的特点和具体施工状况，对预制构件各种数值进行优化和修正；依据装配式建筑工程不同施工环节，将生成的各种预制构件分别划入不同施工环节中，并通过BIM技术内的模拟功能，模拟出工程施工视图。在应用BIM技术建立参数化预制构件时，需根据其二维设计图，将整个预制构件的制作和设计环节展现在相关人员面前，不仅能获取到参数化预制构件内包含的各种数据信息，还可掌握装配式建筑中各种预制构件的使用特性，并以此为依据选择适宜的搭接形式，保证装配式建筑设计的合理性和可行性。在BIM模型内，增加构件透视图、拼装图等，能够自动形成不同构件的剖面设计图。在应用BIM技术时，可模拟出预制构件的安装、运输等一系列流程，使得预制构件中的各种参数得到有效完善。

2.3装配式建筑施工方案设计

在应用BIM技术时，需对预制构件采取匹配的方式进行处理，并根据项目现场具体情况实施匹配，防止在设计时施工方案发生误差的情况，同时还需从以下几个方面入手，包括施工进度、库存方案等。再具体设计环节需对施工构件和设备的承载能力进行综合考虑，并对预制构件相关吊点处实施详细分析，防止对施工质量产生影响；对构件连接节点和预设数值进行优化调整，科学合理地设置相关钢筋，依据精细化作业要求，埋设预制构件，在完成吊装和预埋施工后，需对所有预制构件进行全面检测，防止出现碰撞的情况，提升预制构件安装质量。在应用BIM技术时，需对装配式建筑工程各个施工环节的数据信息进行收集，并实施有效整合，依据相关分析，对装配式建筑工程施工区域和系统进行合理规划，进而能够满足工程建设协调配合的要求。通过应用BIM技术中的流体力学和可视化性能，可对装配式建筑结构室内与室外的温度、气流等方面进行模拟和分析。依据模拟获取到的特征和具体情况，对装配式建筑的形态和尺寸进行优化调整，明确施工计划能否达到工程施工要求。如果符合工程施工要求，则需实施全面分析，确定出最适宜的施工方案，改善装配式建筑空间大小和舒适度；如果不符合工程施工要求，则需按照以上流程重新设计，直到优化到最佳为止。

结语

综上所述，根据BIM技术在预制装配式建筑工程中的实际使用情况可知，利用BIM技术的三维建模便于对装配型建筑物实施标准化工程设计和性能化分析，并能够更合理地利用其所拥有的可视化优势，从而能够更精确直接地传达设计意图，从而提高拆分和深化的工程设计品质，从而降低了工程设计错误，减少了工程设计时间和施工周期。BIM技术运用，使得我国装配式施工建筑物从工程设计、制造到施工的整个产业链条更加紧凑合理，大大提升了我国装配式施工建筑物的工业化优势，也有助于促进了我国建筑工业化的发展。但是，要实现BIM技术与我国装配式施工建设在更高层方面的紧密结合，还需广大从业者在实验与研发过程中的努力。

参考文献：

[1]伍坪.BIM技术在装配式建筑结构设计中的有效应用[J].建筑科学，2021，37（11）：181.

[2]吴胜南，曹烨君.BIM技术在装配式建筑装饰集成体系设计中的应用研究[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2021，39（6）：29-32.

[3]钱忠骅，任明宇，王琼，等.BIM技术在装配式建筑设计开发中的应用研究[J].广东通信技术，2021，41（9）：75-79.