简谈 BIM技术下的预制装配式混凝土结构设计方法

简谈 BIM技术下的预制装配式混凝土结构设计方法

沈垚

中铁时代建筑设计院有限公司 安徽省芜湖市 241000

摘要：随着科学技术的不断进步,建筑当中运用到的新技术及新工艺越来越多,其中BIM技术应用越来越广泛。BIM技术通过三维建模和数字发展理念,将项目之中所涉及的各项信息及数据都进行了充分的表达及剖析,建立起来的数字模型可以存储各类信息，而且BIM技术为基础的预制装配式混凝土结构设计非常实用。基于此,本文重点分析该技术在预制装配式混凝土结构设计之中的设计方式，希望为BIM技术和装配式建筑设计提供一些借鉴。

关键词：BIM技术；预制装配式混凝土；结构设计

预制装配式建筑是将建筑所需部品件在工厂进行统一制作，再运送到施工现场吊装完成，这不仅优化了工期，也提高了建筑工程的设计和施工效率，降低了人力成本，推进了我国标准化战略实施，因此非常有必要对其进行深入研究。

1 BIM 技术概述

BIM技术即建筑信息模型技术，以计算机技术为根本构建三维立体模型建筑的一种方法。预制装配式混凝土结构设计中，BIM技术的应用能够为工程提供更多准确的数据信息参考，从而为建筑构件的制作、安装等工序的开展提供支撑。装配式建筑的核心是信息的集成化管理,BIM技术是实现集成化的重要措施,BIM技术可以将设计、生产、施工、装修和管理全过程的信息关联起来,贯穿于整个装配式建筑项目的全生命周期。同时，通过BIM技术的应用，也可以细化工程设计处理的水平，在保证建筑质量的基础上，合理优化人、材、机等方面的损耗。

2 BIM技术在预制装配式混凝土结构设计中的优势

2.1合理控制工期。通过BIM技术的应用，可以帮助工作人员对建筑中所学的结构构件进行科学合理的分析，并结合工程实际情况，制定合理的工作流程，以提高构件生产效率，保证施工的效率和稳定性。BIM技术的应用有效制止了生产作业中浪费现场的发生，增大了材料利用率。在设计环节，通过该技术的应用可以对施工作业的内容和流程实行分析和研究，实现人力、物力等资源的有效划分，降低成本消耗。例如，利用BIM技术可以对建筑工程进行立体模型的建造，并对各环节所需的人力、物力、资料等内容予以分析，从而帮助管理人员完成工人的招募和划分，减少施工中风险的产生。

2.2避免专业碰撞。精确化是BIM技术的一大优势，将其应用在预制装配式混凝土结构设计中，可以实现设计参数以及构件生产的精确化，从而保证构件生产质量，完善安装水平，强化整体工程建设效果。BIM技术的应用能够避免二维设计出现的错漏碰缺,将建筑模型实现三维表达,减少图纸数量,对模型进行碰撞检查,有效解决专业间、预制构件间可能出现的碰撞冲突问题。

2.3优化执行发展。在工程建设中，设计师可以充分利用BIM技术对设计环节和现场施工环节进行全面的优化考虑，帮助施工人员在现场精准实施，避免施工中出现各种各样的问题。例如，在叠合板体系的套管灌浆施工中，需要结合设计要求保证其构件生产的合理性，之后再通过BIM软件的立体模型的构建，确保各构件的应用与实际要求一致。因此，对于施工方来说，利用BIM的三维建模技术，实施过程中可以提前找出安装中可能存在的影响因素，然后再制定合理的控制措施，帮助其顺利吊装完成。

3 基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法分析

3.1 设计思路

设计人员首先要详细了解装配式建筑结构的标准和模拟参数要求，并做好信息登记和存储工作，构建有效的三维数据库，为后续设计工作的开展提供支撑。另外在数据库中，应将结构所需构件信息进行完善和存管，如预制楼板构建、预制外墙构建等，这样在设计过程中，工作人员可以直接在数据库中找寻相关构件信息，从而降低设计难度，优化设计质量。要想最大程度的发挥出预制装配结构的设计效果，可以对标准化装配户型予以深入研究，便于设计工作的展开。

3.2 Autodesk Revit Structure结构分析软件

在综合比选了BIM系列软件以后,主要选用Autodesk系列软件Revit Structure来进行分析。通过对Autodesk Revit Structure结构分析软件的研究可以看出，其最主要的功能就是实现了族的划分，如系统族、内建族和可载入族等，且这些族之间保持着既独立又相互联系的关系，增大了数据的重复利用率。同时，可以在任何项目中加载族样板文件，加快了设计周期。

3.3 构建族的建立

在Autodesk Revit Structure结构分析软件中，系统族是其中应用广泛的一种结构，其主要目的是实现数据分析并进行模板制作。且通过系统族生成的模板是不可以进行私自更改的，只能实行内部加载。又因为系统族内涉及的均是建筑的主干结构，如屋顶、墙、叠合板设计等，所以一旦存在更改情况，将会直接影响整体预制装配式建筑的效果。在预制楼板和外墙等构件的环节中，是不能直接在预制板结构中直接建立系统族的，设计人员在应用项目文件的时候，针对预制构件的建立，按照标准要求和流程操作，按部就班的完成构件族库。

3.4 软件二次开发

对Autodesk Revit Structure结构分析软件进行二次开发，能够大大提升设计效率，缩短设计所需时间。不过在二次开发过程中，系统族中含有的构件内容只能在原文件下实施加载作业，不可转移或变更，所以必须确保开发过程中这些文件的有效性，避免损失的形成。通常情况下，会将预制装配式混凝土结构构件以族文件的形式存档，如此设计有助于工程质量的提升。

3.5 PC结构装配式住宅

随着经济的发展，我国的住宅项目建设也逐渐趋于产业现代化，而PC结构装配式住宅是结合现代住宅建筑的设计要求，对住宅所需部品件进行逐一设计，对构件生产流程进行合理规划和制作，保证各环节操作的衔接性，提高构件质量。在构件制作完成后，可利用专业运输设备送至现场完成组装，快速组装成装配式住宅建筑。PC结构的住宅建筑的建造原理与汽车生产有着相似之处，且专业性和环保性更强，符合我国现今建筑行业发展的要求。在设计过程中，需要按照住宅设计的标准要求完成操作，并建立完善的PC结构构件数据库，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无缝对接，装配成三维可视模型，以此有效提升设计人员的工作效率。此外，在住宅建筑设计和施工过程中，工作人员应充分考虑户型的基本要求，构建更加合理的建筑模型，以扩大装配式住宅设计的优势。

4 结束语

综上，信息技术的兴起使各个领域的经济活动更加便捷高效，将BIM技术应用到预制装配式混凝土结构设计中，能够利用BIM技术可视性、模拟性、查错性、可出图性的优势，来提升预制装配式混凝土结构设计的综合水平，保证整体工程建设的质量和效益。为此，设计师需要加大研究力度，充分发挥出BIM技术的全部优势，以此促进预制装配式建筑形式的优化和可持续模块化集成化发展。

参考文献:

[1]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.

[2]张莉.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计分析[J].建材与装饰,2019(06):121-122.