BIM技术在装配式建筑设计中的应用

BIM技术在装配式建筑设计中的应用

朱纪璋

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摘要：在中国建筑行业，装配式建筑已经成为研究和发展的重点。与传统的砖混建筑相比，装配式建筑施工操作方便，环保节能效益高，施工周期短。然而，装配式建筑在推广中仍存在许多问题，如缺乏结构设计经验。在实际的构建过程中，通常会发生节点冲突。此类问题不仅会影响整个建筑结构的设计质量，还会影响后期工程的施工。在这方面，可以将信息技术融入工程建设，以改进和优化装配式建筑的结构设计。BIM技术是建筑领域中非常常见的一种技术，在工程设计、施工和管理中发挥着重要作用。因此，深入研究BIM技术在装配式建筑设计中的应用具有重要意义。

关键词：BIM技术；装配式建筑设计；应用

1基于BIM技术的装配式建筑理念及应用过程

1.1设计思路

中国装配式建筑的常规方法是先对建筑进行整体规划，然后根据总体规划的原则分别设计建筑结构和建筑细节。由于整个建筑设计过程主要由不同的设计单位进行，建筑设计单位之间的协调能否有效，将影响装配式建筑的整体质量，这与当前国家建筑产业化的政策相悖。

在建筑设计实施过程中，各设计部门可以利用BIM技术对系统进行协作和控制。设计师可以立即获得其他设计部门提交的设计材料、工程件等的结果，这为建筑设计过程中各部门的协作带来了便利。

1.2申请流程

1.2.1方案设计阶段

在方案设计期间，建筑设计院应与设计师一起评估装配式建筑设计方法的有效性，以确定设计方案中装配式装配式建筑施工的技术要求，最终确定标准化设计、性能设计、工程量统计，管道优化设计，并对设计方案进行基本合理的验证。在这个阶段，建筑设计公司可以利用BIM技术创建建筑设计项目模型，并在设计可行性评估阶段协助设计团队更好地掌握概念设计的总体概念。所制作的模型可以为未来的建筑设计项目提供指导。

1.2.2预制构件库的形成与完善阶段

形成预制构件数据库是下一步建立BIM模型的基础，也是建筑构件工程企业的参考。因此，建立预制件数据库在整个过程中至关重要。在此期间，设计师应根据预制结构的应用要求，建立满足工程需求的建筑预制构件库。然后，制造企业应根据自己的能力与设计师协调，拆除无法到达的结构预制件。最后，设计师应改进结构数据库中的所有结构，直到预制构件数据库中的全部结构能够适应工程条件和建筑功能需求。

1.2.3BIM模型构建与优化阶段

现阶段，建筑设计单位应首先根据原设计方案，将原预制构件库中的结构，综合成预制建筑模型。BIM模块完成后，可以利用BIM平台的功能，如碰撞检测等方法，根据检测结果对BIM模块进行优化。此外，建筑设计单位还应利用BIM平台的优势，例如能够通过冲突检测、3D管道合成和净高检查等方法检查整体模型设计中的任何问题。

2装配式建筑设计方法

2.1基于BIM技术的建筑施工布局设计

在装配式建筑的设计过程中，施工平面布置是最关键的部分，直接影响后续施工的有序进行。因此，在装配式建筑施工过程中，合理利用BIM技术可以优化和调整施工平面布局，以满足施工配置的具体要求。首先，根据建筑工程施工现场的实际情况，根据施工特点和功能划分各种施工空间。合理应用BIM技术中的可视化建模功能，对施工现场的布局进行综合设计和模拟。在运输预制构件时，要有效控制施工现场的可用面积，防止运输过程中出现各种问题。同时，还需要将装配式建筑项目的施工方案设置为输入层，直接传输到模型中，应用BIM技术模拟和建立项目的具体施工地形，并根据施工材料的实时变化优化和调整施工道路和施工路线，施工区域、机械设备等。

2.2装配式建筑的预制构件设计

装配式建筑项目施工平面布置设计完成后，可以根据施工设计要求对装配式建筑工程中应用的各种预制构件进行综合设计，并将施工设计图纸中的各种数据上传到BIM平台，主要包括施工过程，预制构件的安装位置、安装数量等。同时，需要合理规划预制构件的施工顺序。

应用BIM技术，建立科学合理的装配式建筑预制构件信息数据库；根据BIM模型的具体运行状态，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；根据预制构件的相关中心线信息，最终形成装配式建筑工程的预制构件。在此基础上，结合装配式建筑的特点和具体施工条件，对预制构件的各种取值进行了优化和修正；根据装配式建筑项目的不同施工环节，将生成的各种预制构件划分为不同的施工环节，通过BIM技术中的模拟功能模拟项目的施工视图。

利用BIM技术建立参数化预制构件时，需要根据其二维设计图纸，在相关人员面前展示预制构件的整个制造和设计过程，这样不仅可以获得参数化预制构件中包含的各种数据信息，还可以掌握装配式建筑中各种预制构件的使用特点，并在此基础上选择合适的搭接形式，确保装配式建筑设计的合理性和可行性。在BIM模型中，添加构件的透视图和装配图可以自动生成不同构件的截面设计图。在应用BIM技术时，可以模拟预制构件的安装、运输等一系列过程，有效地提高了预制构件中的各种参数。

2.3施工质量管理

施工管理的重点主要是安全管理和质量管理。由于项目需要现场施工，常规管理方法收效有限，容易导致人员配置不合理、信息滞后等问题。因此，要使模型与设计计划保持同步，关键是应用BIM平台，通过快速匹配模型和信息库内容，确保现场人员尽快发现项目建设中的安全和质量问题，避免造成无法弥补的后果。本文案例工程的装配楼占比较大，而建造装配楼的关键是预制构件的现场装配，这也决定了该工程对浇筑质量要求较高。以箍筋绑扎为例，管理人员首先要对照施工细节和设计图纸，并尽快向BIM平台报告，确保细节的准确性，使工程顺利过渡到下一阶段。实践证明，基于BIM技术管理施工现场，不仅可以完善管理计划，还可以及时解决潜在问题，对提高工程建设质量和效率具有重要意义。

2.4组件管理

装配式建筑的构件应用广泛。在组装之前需要对它们进行分类。可供管理或参考的经验非常有限。随着BIM技术的应用，构件管理的有效性大大提高。技术人员可以使用BIM技术将部件信息集成到二维码中，并将二维码上传到指定平台供各单位下载使用。在组装部件之前，扫描二维码以获取部件组装方法和尺寸规格等信息，以确保组装工作的顺利完成。如果施工方发现组件安装不科学或设计不合理，也可以选择扫描二维码，在弹出页面中输入组件编号、存在的问题和优化计划，从而大大提高施工效率。

结语

装配式建筑在减少施工人员工作量的前提下，可以大大提高施工质量和效率，在我国已得到广泛应用。近年来，越来越多的企业选择在装配式建筑的设计和施工阶段引入BIM技术，以加快资源整合，简化设计步骤，缩短图纸审查时间，为后续施工环节预留更充足的时间，使装配式建筑价值最大化，从而帮助推广和普及装配式建筑。未来，研究人员应专注于软件集成，通过集成操作减少设计师的工作量，并帮助预制建筑和BIM的发展。

参考文献

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