BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践

朱明照 傅强

摘 要：装配式建筑深化设计具有精细化、高协同度、低容错率的特点，需要引入BIM技术以提高整体效率。以成都锦丰新城装配式整体剪力墙住宅项目为例，提出BIM在装配式建筑深化设计的应用难点，通过制定标准、软件开发解决难题，并在项目深化设计中进行具体BIM应用，取得了良好效果。

关键词：BIM技术；装配式；建筑设计；应用实践

1 导言

BIM（buildinginformationmodel，即：建筑信息模型）技术是对建筑物物理实体与功能特性的数字化表达，集成了建筑项目全生命周期从建筑设计到运营维护的各种相关信息的工程数据模型，实现不同阶段、不同部门的数据传递和共享，具有完备性、关联性、一致性的特征。随着BIM技术的不断完善和中国建筑业的蓬勃发展，BIM技术因应用于建筑工程领域的先进性、适用性和高效性而受到工程师、承包商和业主的广泛关注和认可。近年来我国装配式建筑迅猛发展，新型建造方式需要各专业间高度协调配合，各个阶段有机衔接，管理也更为精细严格，BIM技术为装配式建筑项目提供一个协调工作的平台，提高工作效率，减少设计错误，避免返工作业，降低工程成本，成为推动建筑工业化可持续发展的必然要求。

2 基于BIM技术装配式建筑设计分析

2.1 基于BIM模型的工业化建筑资源库的建立

将BIM技术应用于装配式建筑的设计环节，工业化建筑资源库的建立和完善十分必要，资源库囊括了部件库、部品库、土建构件库以及机电设备库等多方面的内容。在BIM模型中包含了大量的建筑物设计信息，通过信息的应用可以轻松的生成的建筑工业化生产所需各类部品、部件或是构件的数据表单。因此，通过BIM技术可以对工业化建筑各构件和部品的拆分，从而更加全面清楚的掌握各部件、部品的标准尺寸和形状特征，为设计、生产和施工提供更大的便利。基于BIM技术的资源库还可以将建筑材料库、家具库以及预制构件库纳入其中。基于BIM技术的建筑工业化设计是装配式建筑工程建设的基础性工作，通过资源库的建立能够为设计工作提供更加详实的数据信息。

2.2 装配式建筑设计的BIM数据链接技术

在装配式建筑设计的过程中，通过BIM模型的构建能够实现建筑、结构等专业信息的集成和共享，相较于传统二维设计，基于BIM技术的设计模式能够实现设计的可视化表现，使建筑建造相关各方可以更加清晰、直观的了解项目的具体内容，从而实现项目设计质量的有效提升。此外，BIM设计具备标准的资源库，通过BIM数据链接技术，可以在装配式建筑设计、生产、运输、装配以及全生命周期中管理中实现信息的流畅传递，避免出现信息错误或是丢失的情况。由此可见，BIM数据链接技术对于装配式建筑设计的现代化发展具有十分重要的推动作用。基于BIM模型的数据具有良好的统一性和关联性，可以实现装配式建筑不同建造阶段数据信息的有效传递和高效利用。在上下游信息有效传递的情况下，通过下游接收信息后反馈的信息可以对上游的工程活动进行有效的控制，这对于装配式建筑全生命周期的管理来说意义重大。为了提升数据传递的效率，要结合个设计专业的具体需求对BIM数据的创建进行适当调整，如此就可以极大的减轻数据处理的工作量，避免错误的发生。不同的设计专业可以结合自身工作的特点各自完成模型设计，避免模型的过多重复。在机电专业模型创建的过程中，可以通過模型链接的方式进行数据传递。需要注意的是，在进行内部链接时，要对覆盖/附着关系进行明确，因为一旦进行后期调整，就会导致设备专业中心文件失去的建筑链接文件上依附的所有设备和尺寸标准失去主体，无法标注需要的数据。通过上述论述可知，基于BIM技术搭建建筑工业化的信息管理平台，可以实现数据信息在不同生产和设计阶段的传递，促进装配式建筑设计的协同作业，最大程度的降低错误发生的风险。

3 BIM技术在装配式建筑设计中的应用

BIM技术有着其不可替代的优点，在装配式建筑设计中也发挥着重大的作用，但是依然有很多人对BIM技术持有怀疑的态度，这是目前BIM技术想要全面进入装配式建筑设计工作中的最大阻碍。文章给出了一些应用实践，目的在于激励人们去尝试这种新技术。

3.1 构件拆分

将结构分析模型导入Revit形成的Revit结构模型，这其中需要导入的内容包含构件的界面轮廓、材质和钢筋信息，而且在导入前需要进行局部修正，然后再修正的基础之上对构建进行合理拆分。构建拆分需要注意需要对结构模型进行全面剖析，利用可视化编程实现结构模型中各部件和零件进行拆分，也需要把多个零件形成组件完成构件拆分。在进行拆分的过程中，要注意拆分前的计算步骤，根据建筑物的实际情况进行有层次地拆分工作，不能只按照主观想法进行拆分。相关工作人员应该柱、楼板、墙板的拆分原则分别实现各类构件的拆分，要知道不同零件的拆分方式和注意事项都是不一样的。对于构建拆分工作而言，这种细节方面的东西是至关重要的，决不能容忍错误的发生，以免造成不可挽回的失误。

3.2 钢筋创建

根据构件中钢筋的构造要求和拆分原则建立构件中钢筋布置的程序流程，充分利用二次开发的程序调用，总结出钢筋相关参数信息的形成规律，并在这个规律的基础知识，合理地将钢筋布置规则应用于预制构件上。以预制梁为例预制梁的钢筋布置规则包括以下几点：①纵筋在梁跨中后浇段中断开后浇段甩出长度为满足套筒安装的确定尺寸；②梁端要取最大值，以确定箍筋加密区的范围，而剩余梁段则为非加密区。

3.3 埋件布置

从上文中可知，BIM技术在装配式建筑设计中的拆分原则，同样的，在拆分原则的指导下，在进行预制构件埋件布置的时候，也需要进行合理的编辑。例如，在进行梁柱埋件的时候，要使用本身就含有埋件的内嵌式梁柱，但是这里需注意的是，梁柱、木板中的钢筋吊钩环依然需另外进行形状设计和设置，因为它需根据建筑物的结构和形状进行调整，这样才能使得建筑结构合理科学。另外，在进行预制柱埋件时，需建立专门的预制柱族进行布置。首先要将预制柱上，墙与柱连接的位置设置成相应的钢板的高度，且要设置确切的参数，且在模型搭建中，要不断根据建筑结构对此进行合理调整，以求使参数符合建筑模型的要求，为求更高的工作效率，工作人员需将参数关联为全局参数，这样就能从整体观察参数的合理性，且观察建筑结构的科学性，是非常有必要的。综上所述，BIM技术在装配式建筑设计上的应用范围是非常广的。除了拆分构件、创建钢筋之外，还能够实现合理的埋件布置。这三项是装配式建筑设计的重点所在，关系着装配式建筑在后期施工中的可行性与否。从这个角度来看，BIM技术在装配式建筑设计方面是起到灵魂性的作用的，引导了更高质量、更快速度的装配式建筑模型的建立，也是给后期装配式建筑建设打下了好的基础。因此建筑单位为了提高其装配式建筑质量，BIM技术的使用是值得考虑的。

4 结语

综上所述，BIM装配式建筑设计、结构模型拆分以及现场建造的过程中都能够发挥出巨大的作用。BIM技术三维模型的参数化设计实现了装配式建筑设计的可视化，有效的提升了模型拆分和深化设计的质量，为预制构件的生产加工提供了极大的便利。加强对BIM技术在装配式建筑设计中应用的研究，能够推动建筑设计生产模型和管理理念的创新，进一步促进建筑产业的工业化发和信息化发展。

参考文献：

[1] 刘鹏.基于BIM技术的装配式建筑施工组织设计[D].聊城大学，2017.

[2] 吴嵩.探讨装配式建筑设计中的BIM方法[J].建材与装饰，2016（45）：98～-99.

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