浅析装配式建筑结构设计中 BIM技术的应用

浅析装配式建筑结构设计中 BIM技术的应用

王涛

蚌埠市建筑设计研究院 安徽蚌埠 233000

摘要：随着科技的发展和人民生活水平的提高，建筑行业在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。当前建筑工程中的施工类型有很多种，装配式建筑就是其中一种适用于快速建筑的施工类型。但是在实际的施工中，装配式建筑尚存在一定的困难，因此必须与先进的技术相结合。BIM技术就是当前数字化技术在建筑领域的一个重要体现。本文首先介绍了装配式建筑和BIM技术的基本概念，然后分析了装配式建筑的优点及局限性，最后阐述了BIM 技术在装配式建筑中的融合应用，希望能对我国的建筑行业提供些许帮助。　

关键词：装配式；建筑结构设计；BIM技术；问题；应用

引言： 随着我国经济技术不断发展以及城镇化的推进, 我国房地产行业发展迅速, 相应的建筑行业也在高速发展。以往, 建筑体系主要以钢筋混凝土为建筑主体结构, 随着行业的发展和技术的进步, 现在的建筑以塔式住宅为主, 而塔式住宅则以钢结构技术为主。钢结构装配式建筑的模块化设计需要以BIM技术为前提, 通过BIM技术, 可以根据建筑的三维构建效果来检验建筑设计的合理性、存在的不足之处, 通过数据的变更, 及时矫正模型, 形成符合建设方需要的方案, 以保证建筑的工作周期和建筑质量。

一、装配式建筑结构设计中的BIM技术应用意义

装配式建筑结构设计过程中，运用BIM技术所构建的设计平台，使得各专业设计人员能够快速传递设计信息，借助BIM技术与“云端”技术，对设计方案进行“同步”修改，各专业设计人员可以将包含专业的设计信息上传，使专业之间的设计冲突通过BIM模型的碰撞与自动纠错功能被自动筛选出来，有利于节省时间，提高工作效率。此外，通过授予装配式建筑相关的设计、技术和管理人员不同的管理权限，可以使更多的专业人士参与到装配式建筑的设计过程中，提出专业建议，减少预制构件生产及装配施工中的设计变更，提高装配式建筑的设计效率，减少或避免由于设计原因造成的项目成本增加和资源浪费。因此为了充分发挥其作用，必须加强对装配式建筑结构设计中的BIM技术应用进行分析。

二、BIM技术导入装配式建筑结构设计中存在的问题分析

1、BIM软件出图样式不符合我国相关标准

目前被广泛应用于建筑领域BIM软件均非我国本土软件，其软件内本身携带的数据库和出图样式均是根据其他国家的标准制定的，这就导致利用BIM软件建模出图与我国的出图存在较大差异，而且BIM软件不仅缺乏相关的数据库和样本模式，而且使用者也不能根据自身的需要针对BIM软件的底层数据进行更改，这导致利用BIM技术时会出现图纸和实际建筑不符的情况，严重影响建筑施工的进度和速度。

2、缺乏相关的流程和信息整合机制

由于目前缺乏统一的流程和信息整合机制，为了达到BIM技术深化装配式建筑结构是以建筑结构原设计为依据的目的，在深化设计的过程中需要与生产商、施工单位等进行沟通，使得在进行相关深化设计工作的过程中可能会浪费大量的人力、物力和时间，降低整个工程的进度，在收集信息的过程中可能会做大量重复无意义工作，甚至可能造成信息的混乱。

3、重复工作量大，造成资源浪费

装配式建筑所需要的工程构件均是在工厂内生产加工的，但是受到种种因素的影响，构件数量和种类均较多，容易增大工作量；而且随着设计的深化，所有与建筑建设相关的单位纷纷介入构件生产与加工的过程，可能需要生产多个外形一致但存在细微差别的构件，针对这些构件利用BIM技术构建模型和出图，会导致大量的重复性机械工作，影响人力资源的利用，造成资源、时间和资金的浪费。

三、装配式建筑结构设计中的BIM技术应用分析

1、装配式建筑整体结构设计中的BIM技术应用

装配式建筑整体设计的目的在于提高各模块间的协调性，确保建筑功能能够达到业主的要求。可在利用BIM技术的基础上，对装配式建筑进行整体上的设计，方法如下：第一、将各设计人员组织在一起，共同分析建筑不同功能区域的不同设计方法。第二、将各环节的设计参数，全部纳入到BIM软件中，提高装配式建筑各环节设计内容的丰富性与全面性；第三、当参数补充完成后，即可运行模型，判断是否存在设计方面的缺陷，如果存在，需要立即改正，直至模型能够协调运行、建筑内各功能区的功能均能够正常实现为止。

2、装配式建筑户外结构设计中的BIM技术应用

户外设计主要包括装配式结构的构成、装配式建筑对周边环境的影响、装配式结构之间的应力。在装配式结构的构成方面，主要依照设计需求，在三维模型当中模拟装配结构构成的流程，同时观测各结构之间是否存在力学结构不合理、强度等问题以及其各自产生的原因，之后通过商讨得出相应的处理措施，再通过BIM技术模拟处理措施，确认处理措施的有效性；在装配式建筑对周边环境的影响方面，因为装配式建筑施工同样会面临不规则沉降的问题，针对此类现象，可以通过BIM技术建模的分析，了解建筑整体结构与地基的力学关系，如果力学关系显示不规则，那么就可能出现不规则沉降，需要对此进行处理。另外，装配式建筑施工还可能对周边环境的中的线路造成影响，通过BIM技术的模拟功能，能够对此进行调节，避免两者出现冲突。

3、装配式建筑户型内结构设计中的BIM技术应用

在装配式建筑结构设计中应用BIM技术时，为保证户型内设计的整体效果，应结合户型功能要求出发，科学选择对应户型，明确户型结构布置特征，优化装配式建筑结构设计方案，选定设备模块后，应用BIM技术开展户型内设计。在这一过程中，设计人员应做好各方协调工作，尤其是要做好设备与建筑、结构户型之间的良性协调，保证构件处理的妥善性，一旦构件之间出现碰撞，会严重影响装配式建筑户型内设计效果。也就是说，在应用BIM技术开展装配式建筑户型内设计时，应注重三个要点，其一是科学划分户型内功能区，其二是妥善布置受力构件，其三是保证设备协调无碰撞，基于这三点出发，可顺利开展户型内设计工作。对于装配式建筑结构设计来说，户型内设计的高效开展，是剪力墙体系模块化设计的重要前提，若想要保证装配式建筑结构设计的整体效果，就必须要高度重视户型内设计工作，保证其标准化，通过户型库的科学运用，促进剪力墙体系模块化的顺利实现。

四、结语

　　总之，作为一种新技术，BIM技术在预制高层住宅设计中的应用是十分必要的。在预制装配式高层住宅设计中应用BIM技术，构建了虚拟建筑，有效解决了传统建筑设计中的缺陷，不但可以节约资源，也能对生态环境进行保护。所以，BIM技术在预制装配高层住宅设计中的应用效果十分良好，可以进行推广，不但有助于更好的进行设计，同时也利于施工管理。所以，相关人员还需要进一步强化对BIM技术的研究，使其能够与时俱进的和建筑施工技术相结合，切实实现建筑的高质量、高效率的建设。

参考文献：

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[5]张丁.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实施[J].门窗，2019（14）：143.