探讨装配式建筑设计中的BIM方法

温娜

摘    要：随着建筑工程的不断发展，BIM技术得到了广泛的应用。BIM技术是运用建筑工程项目的相关数据信息创建三维立体空间模型。通过创建建筑信息模型，确保建筑工程设计与施工的协调性，提升工作效率与质量。装配式建筑具有简化施工流程，压缩投资成本等优势。但单纯依靠传统的建筑设计方法无法满足装配式建筑的设计需求。由此，将BIM技术应用到装配式建筑设计中具有重要意义。

关键词：装配式建筑;设计;BIM方法

1  引言

随着社会的不断发展，装配式建筑应运而生。由预制构件在工厂制作、施工现场装配而成的建筑称为装配式建筑。随着现代科学技术的发展，建筑的施工不断趋向高效率、高质量，建筑信息模型（BIM）技术的出现，给建筑的发展又增添了一份新的活力。BIM技术能够全面贯通建筑的设计、施工、运营管理等各个阶段，具有“模数化、标准化”的技术特点。

2  BIM技术简介

BIM技术即是指建筑信息模型，它是以三维数字技术为基础，对建筑整个生命周期内的信息进行采集，进而构建三维建筑模型。将该技术应用于现代建筑工程中，可以为设计、施工、监理等参建单位的工作提供极大便利。BIM技术的本质是将数字信息的应用贯穿到建筑工程的整个生命周期内，构建集成化的管理环境，实现高效化施工监控以及资源整理利用，将工程风险控制在最小的范围内。而且BIM技术所具有的协调性、可视化特点，可以实现建筑工程管理的信息化，实现建设成本的降低以及工期的缩短。基于BIM进行施工模拟，可以加强工程参建各方的协调沟通。在当前行业发展背景下，建筑节能环保要求的增加使得装配式建筑成为行业发展的主流。和传统建筑形式相比，装配式建筑具有更高的效率，而且借助BIM技术建立信息模型，可以实现施工、运维等期间的信息共享，保障决策的科学性。

3  装配式建筑设计中的BIM方法

3.1  技术层面下装配式构件的BIM运用方案

（1）将结构构件、功能构件和装饰构件单元按造型、配筋原则、制作方法等指标进行划分，在此基础上制定针对装配式建筑的BIM族库系统架构。（2）运用BIM技术将装配式构件的二维草图和三维模型中各处尺寸进行参数化管理，真正做到全参数化模型。（3）在真正进入建模环节中，重新梳理建筑中构件间的依附关系，保证各构件的独立性，而仅保留构件间的参数联动，将构件内部的模型树结构进行扁平化改造，通过参数标签的方式提高管理效率。（4）建立双重可行性验证制度。对于装配式构件整体在组合嵌入整个建筑时，在BIM平台上预先进行拼装模拟，确认整体构件外部轮廓和单元划分的准确性。其中，对于构件单元内部的支撑结构，以钢筋网络为典型，在BIM平台上需进行全参数化异形钢筋的深度建模和碰撞检查。钢筋网络的深度编辑在行业领域内已经形成共识，“未来需要编写相应的程序语句在参数化建立钢筋的基础上实现钢筋对于不同洞口的避让或者截断并自动配置补强钢筋，这样可以在保证设计深度的前提下进一步提升工作效率”。核心工作是为了保证钢筋纠偏的自由，在钢筋建模环节，同样清除掉结构钢筋和结构外轮廓间的依附关系，而仅保留参数联动。

3.2  BIM技术在装配式建筑户型内设计中的应用分析

在装配式建筑设计中应用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：（1）科学划分户型内功能区;（2）妥善布置受力构件;（3）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，改善协同设计成效，促进剪力墙体系模块化的顺利实现。

3.3  件拆分

在分析建筑设计结构模型阶段，在对构件的拆解中，要注意计算步骤，计算步骤处于拆分之前，不能够被忽略。在拆分的时候，要注意合理科学地拆分，不能按照自身意愿进行拆分，以防止丢失数据。在相关工作中，每一部分的工作人员都要做到认真负责，强化自身的素质，对构件负有应有的责任心。在构件的相关工作中，操作人员应该详细了解步骤和流程，在细节处理上也要细心，防止使结果出现严重误差。

3.4  坡型独立基础模型钢筋下料计算

以某工程为例：在坡型独立基础模型外观设计的基础之上，对坡型独立基础模型的配筋进行了钢筋下料，同时按照原有图纸比例1：10缩小进行制作。根据建筑施工图集16G101-1、16G101-2、16G101-3及混凝土结构设计规范和建筑工程施工规范等，结和实际工程中坡型独立基础的尺寸进行模型的CAD图纸和Revit图纸设计与计算。（1）柱下钢筋混凝土独立基础构造要求查阅国家建筑图集16G101-3：[①]锥形基础的边缘高度≥200mm;其顶部四周应水平放宽≥50mm;阶梯型基础的每阶高度宜为300mm～500mm。[②]钢筋混凝土基础下通常设素混凝土垫层;垫层高度≥70mm;混凝土强度应为C10。[③]底板受力筋：最小直径≥10mm;间距100mm≤间距≤200mm;[④]基础底板混凝土强度等级不应低于C20。（2）模型亞力克板材下料计算根据模型的外观设计，将模型板材进行了分割，分割的板材主要以矩形板材、回形板材为主。

3.5  BIM技术在装配式建筑户外设计中的应用分析

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。

3.6  埋件布置

根据BIM技术在装配式建筑构件中应用的原则，在埋件布置的类别中，经常运用梁柱埋件的方法。梁柱埋件的方法要求将梁柱进行内嵌，选择材料时，注意对梁柱、模板吊钩环的选择，并且进行合理的改造和设计，使其更便捷地运用到实际施工中，加强其安全性和可操作性。在后期搭建中，对建筑结构的实际情况进行科学优化，提高工作的水平，确保其合理性和科学性。在BIM技术的运用中，注重优化的同时也要考虑可实施性。

4  结束语

总而言之，通过BIM技术的有效利用，装配式建筑的整体工程质量以及效率也会大大提高，从而减少工程施工中的冗余部分，减少材料浪费，使工程管理、工程设计与调整等方面发挥出作用，将施工的整个过程协调起来，为建筑行业的快速发展提供了进一步的信息化保障。

参考文献：

[1] 张浩.BIM技术在装配式建筑全寿命周期中的应用[J].建材与装饰，2019（29）：33～34.

[2] 陈永军.BIM技术在装配式建筑施工质量管理中的应用[J].居舍，2019（28）：135.