基于BI M 技术的装配式建筑设计方法的分析

王 帅

新乡职业技术学院 河南 新乡453000

1 BI M技术的优势

1.1 三维可视化 三维可视化可以把构件的各个角度呈现出来，内部也是三维可视的，相当于每个角度每个点都有立体图，方便了读图。BI M的可视化是靠信息自动生成的，是一种具有互动性和反馈性的可视，整个过程都是可视的。体现在装配式工程上，可是让设计、制作、运输、施工过程中的沟通、讨论、决策，都是在可视化状态进行。

1.2 协调性 一项装配式工程的设计和实施，最重要的工作是协调。业主、总承包商企业、设计和构件制作企业需要把大量精力用在协调配合方面。BI M的协调性使许多协调工作即时进行，或自动完成协调，给出协调信息(数据)，或给出不协调的提示。比如在预制构件中的钢筋碰撞，在传统CAD图时代，依靠人工观察很难实现，而利用BIM技术可以很便捷的实现。

1.3 模拟性BIM的模拟性是指BI M技术可以对项目预想状态进行模拟，这对装配式工程很有意义。例如，在设计中，BIM系统可以模拟不同设计方案对建筑效果、模具数量、制作时间与成本、施工工期与成本的影响，以选择最佳的设计方案，节约时间。

1.4 BIM技术实现装配式建筑标准化的管理 在BIM技术中，B1 M模型是一个参数化的信息载体，而Revit(Autodesk公司开发的BI M建模软件)软件中“族”是组成信息模型的构件单位，且“族”的概念恰好与装配式建筑结构中的预制构件相吻合。族是组成项目的构件，同时是参数信息的载体。Revit软件中的族可以通过族类别、族类型进行命名管理。族类别是以构件性质为基础，对建筑模型进行归类的一组图元，例如梁、柱等为族类别。族可以有多个类型，类型用于表达同一族的不同参数属性值，据此可以有效地对装配式建筑中的标准化构件库进行管理。

2 基于BI M的装配式建筑设计方法

以上述内容为基础，并且以Revit软件和装配式框架结构为例介绍基于BI M技术的装配式结构设计方法。基于BI M技术的装配式结构设计方法的基本思想是：(1)装配式建筑设计全程由设计单位负责且主导；(2)转变从整体设计到预制构件拆分的设计思路，改为面向预制构件的装配式结构设计方法；(3)采用BI M技术，各专业协同设计，且能够在同一信息模型上设计。

基于BIM的装配式结构设计方法主要分为四个阶段：装配式框架结构预制构件族库的形成与完善、基于族库的模型设计、模型检验和深化设计、Revit模型生产与施工。

(1)装配式框架结构预制构件族库的形成与完善。预制构件族库是基于BI M技术的装配式结构设计方法的核心，设计人员设计及预制厂生产都是以预制构件族库为基础。预制构件族库应由设计单位与预制厂共同参与建设及完善，预制构件是否符合规范的要求由设计单位负责，预制厂负责预制构件的生产要求。设计预制构件应遵循标准化原则，外形尺寸应标准统一，在设计过程中除了遵循模数制的原则，还应充分考虑构件的生产、运输以及安装等因素。

(2)基于族库的模型设计。在建立了装配式框架结构预制构件族库后，设计单位各专业根据设计需求，从预制族库中查询合适的构件，如果预制族库中没有合适的构件，设计单位可以往族库中添加新的构件。首先建筑师先根据设计需求及预制构件库提供的构件尺寸，合理设计户型及建筑平面、立面组合方式，然后结构工程师根据建筑模型进行结构模型的组装。完成了的Revit模型还需要分析复核，对于不满足的预制构件还需要替换，直到模型分析复核无问题才能交付。

(3)模型检验和深化设计。Revit模型预拼装完成后，需要分析复核。分析复核时，如果有不满足要求的预制构件应重新替换，直到模型分析复核合格。

(4)Revit模型生产与施工。当上述阶段都完成后，得到交付使用的Revit模型，预制厂先对模型进行深化设计，然后根据模型进行预制构件的生产。施工阶段要充分利用BI M技术，实现工程的全生命周期管理。

3 两种设计方法的对比

3.1 两种方法的联系 虽然传统方法是以现浇结构为基础，然后进行拆分，而基于BIM的装配式结构设计方法是以预制构件库为选择范围，面向预制构件进行设计，但它们的结构分析都遵循等同原理，等同原理是指通过采用可靠的连接技术和必要的结构与构造措施，使装配整体式混凝土结构与现浇混凝土结构的效能基本等同。

3.2 两种方法的区别 传统的设计方法与基于BI M技术的装配式设计方法有很多不同之处，这里主要列出以下几点。

①传统的装配式结构设计方法，先按现浇结构整体设计，然后再进行拆分设计，这种方式必然导致预制构件的种类繁多，不利于预制工厂的工业化生产，提高了预制构件的成本，有些构件还可能超出了预制厂的生产能力，还需要重新拆分。而基于BI M的装配式结构设计方法就解决了这样的问题，此方法是基于预制构件库的，尽量选择预制构件库中存在的预制构件，库中构件遵循标准化模数化原则，这样不仅可以有利于预制构件厂的工业化生产，降低了构件成本，还提升了装配式结构的设计建造效率。

②传统的设计方法主要基于CAD 软件，设计以二维图纸作为交付目标，设计的各阶段都以二维图纸作为信息的主要传播媒介，处理图纸需要大量的人力，而且通过二维图纸想象三维构件模型比较容易出错。基于BI M的装配式设计方法就成功解决了这些问题，因为BI M软件模型是三维的，设计人员可以直观地感受构件的空间模型信息，而且各专业可以在同一BIM模型上进行协同工作，可以避免形成“信息孤岛”。

4 结语

本文从BIM的三维可视化、协调性、模拟性等一些特点进行分析，阐述BIM技术在装配式建筑的优势体现。面对越来越多的装配式建筑结构，传统设计方法的缺陷越来越明显。BIM技术的应用和发展，将是解决这些问题的有效方法。