BIM技术在预制装配式混凝土结构设计中的应用

段飞 孙宁

摘 要：随着我国工业化系统不断完善，BIM技术的出现，使得预制装配式混凝土结构设计质量不断提高，促进了混凝土结构预制标准符合一定规范。基于此，文章首先分析了BIM技术和预制装配式混凝土结构概念，之后研究了BIM技术应用到预制装配式结构设计中的优势，最后探讨了具体的应用，内容供大家参考和借鉴。

关键词：BIM技术;预制装配式混凝土;结构设计;应用

随着建筑行业工业化的不断发展，有效缓解了我国日益突出的人口、资源、环境等方面的压力。而装配式结构在住宅产业化和建筑工业化的发展大趋势下，成为建筑业近年来研究的热点。利用BIM技术对装配式混凝土框架结构进行应用研究，能够为促进装配式结构的发展提供支持，保证装配式混凝土框架结构全生命周期的精确化管理以及效益最大化。

1 BIM技术概述

BIM技术为一种建筑信息模型，将计算机技术作为基础条件，为其执行三维成像技术，能在整个结构中为其执行一种方法和技术。当前，我国的建筑工程预制装配式混凝土结构是基于BIM技术来有效发展的。BIM技术为工程建设与执行的主要条件，通过建筑信息模型，能对建筑总体数据模型做出思考，也能精确到每个细节，确保为预制装配式混凝土构建合理参数，将其作为一定标准，实现整个建筑工程预制装配式混凝土结构的标准化。在该技术积极使用下，不仅能促进工作的标准化，也能缩短工程的整体建设周期。基于对BIM技术的应用，也能更为详细的对建筑工程细节做出分析，尤其是工程中的原材料数量、类型、质量等，都能为预算工作提供便利，确保能更为合理的控制其质量。

2装配式混凝土结构

装配式混凝土结构指以在工厂生产、加工和制作的预制混凝土构件为主体，再通过现场装配建造出来的建筑结构。装配式混凝土结构可以按照装配化程度分成全装配混凝土结构和部分装配混凝土结构，按照结构形式可以分成装配式框架结构、装配式剪力墙结构、装配式框架支撑结构和装配式框架——剪力墙结构。

3 BIM技术在预制装配式工程建设中的应用优势

3.1产业化建造工期可控

在对预制装配式建筑进行相关设计的过程中，要以施工现场施工所用到相应构件数量为标准，在BIM中建立与之相一致的构件库，这样可以提升设计单位、构件厂和施工单位实现协调合作，把生产环节做到集中操作，根据现场的实际需要生产出同等数量的构件，不但可以使现场劳动力得到优化配置，还有效防止了材料浪费的情况出现，有利于提升施工效率。为了做到在设计过程中合理进行人员分配，可以在运用BIM技术的基础上，在虚拟的三维模拟建造环节适时引入劳动力、物资和施工现场等必要元素，利用统筹时间和人力的发展观念，以优秀的设计指导施工现场，可以在保证工程质量的同时加快工程进度。

3.2实现设计、施工一体化建造

将BIM技术应用到预制装配式混凝土结构设计过程中，其能够提高精准度，并且覆盖面广，在实际草操作过程中可以有效解决建筑设计图纸中的不足之处，在具体的操作阶段不断促进设计与施工的协作联系，从而搭建设计施工一体化平台，主要以施工现场的具体情况为基准，通过对各个流程的审查考核，对施工方案加以完善，搭建预制装配式BIM模型，同时还要一次性做好拆分模拟等施工要点。此外，以设计环节中得到的BIM成果为基础，工程师可以完成相应的计算、测量环节，严格掌握脱模、吊装和支撑的时间、位置，直到形成完整度较高的BIM信息模型，可以对施工过程进行有效指导。

3.3三维技术交底工作的优化执行和发展

在工程积极施工中，要增强增强的质量，在具体执行期间，执行装配式混凝土结构施工工作，还无法为其提供丰富经验。所以，在对现场工作优化执行的时候，要对工程的具体特点、技术要点、其存在的难点等详细研究，促进三维技术形式的优化形成。尤其是套管灌浆、叠合板支撑等各个构件等，提出的施工方案都需要将其与BIM技术进行结合，展现三维模型，促进现场工程效率的稳定提升。

4在预制装配式混凝土结构设计中BIM技术的应用

4.1利用Auto desk Revit软件的三维可视化建模

设计人员运用Auto desk Revit软件将设计完成的二维图纸转化成三维可视化模型，按照结构的标准化、模数化设计，建成具有较强技术集成的装配式结构所需的各个构件族库。在进行项目结构设计的过程中，可以直接从设计完成的构件族库里选取所需要的标准构件到项目上，以便提高设计者的工作效率。装配式结构三维可视化模型便于设计方与工厂的工人进行交流，同时也便于工程量统计。

4.2 Tekla Structure在装配式结构复杂节点中的应用

Tekla Structure是一款建筑结构三维实体模型专业软件，是世界上第一套包含从概念设计到细部设计再到车间制造、组装等整个建设过程的建筑信息模型系统。装配式结构中大量的复杂钢结构节点成为设计、制造和装配的一个难点。利用Tekla Structures深化设计软件构建钢结构三维模型，并利用Tekla Structures深化软件绘制深化设计图纸，对构件的加工制作提供了依据。实现钢构件3D实体建模，提供形象而直观化的认知，从而提升了制造和安装效率。

4.3仿真模擬

利用Navisworks对工程中的关键节点的吊装工况进行施工仿真模拟，对施工中的吊装环节进行了生动形象的展示，为施工方案的制定提供参照，加快了钢结构的吊装速度，同时也提高了构件的安装精度。

4.4住宅产业化和PC

预制装配式建筑就是在工厂加工完毕的配件，完好无损的运达工程现场，经过一系列的施工操作形成住宅建筑。而PC住宅的建造原理类似于汽车的生产制造，是全新的发展模式，因为其专业化和环保性能较强，有利于我国建筑的可持续发展，未来的发展道路极为广阔。在建筑工程建设中，也需要工程师严格遵守住宅模型标准设计，建立PC结构所需要的构件库，优化设计阶段，从设计好的构件库中选取所需用的标准构件到项目中，使每一个标准的构件搭接装配成三维可视模型，从而有效提升设计人员的工作效率。为了更好的体现装配住宅的显著优势，从设计到施工严格按照标准户型操作，直至形成装配式建筑模型库，都需要BIM技术的参与，构建三维实体模型，从而实现对建筑结构模型设计的标准化和工业化。

综上所述，在预制装配式混凝土结构中应用BIM技术，不但可以解决施工中由于构件原因所产生的一系列问题，还能够在保证工程整体质量的同时，最大程度的提升施工效率，保证工程进度和控制工程成本。因此，建筑行业应该在预制装配式结构设计中，适时建立BIM参数化构件库，优化设计建筑模型，从而为我国建筑事业做出贡献。

参考文献：

[1]汤清平.论BIM技术下的预制装配式混凝土结构设计方法[J].山西建筑，2017，43（06）：60-61.

[2]许多.BIM技术下预制装配式混凝土的结构设计分析[J].工程技术研究，2017（12）：219-220.