基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计分析与研究

基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计分析与研究

尹浩

天津海盛石化建筑安装工程有限公司  天津市   300270

摘要：目前，以装配式建筑为主要内容的装配式建筑行业逐渐应用于建筑行业各种经济类型产品的综合建筑安装和施工服务，并已能有效实现综合建筑设计施工全过程管理整体优化的理想效果，具有较大的市场推广和应用价值。

关键词：BIM；装配式；混凝土建筑构件；设计方法

系统设计的核心设计工作内容，作为构成整个装配式建筑项目的施工过程的核心环节，不应再或仅限于满足传统专业施工环节的设计功能，还应考虑设计师需要进行全面设计，全面、系统地考虑和满足各类现代装配式住宅建筑系统建设的一系列具体技术要求，以及中国各建筑设计和建筑行业设计与系统设计集成管理技术的同步服务要求，以确保系统与各专业技术建设和服务环节的持续有效协调和发展。

1基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计

1.1建筑方案设计

以某市的一工业化建筑项目工程案例为其典型样例，该工程地区结构形式也基本定型为预装配预制的整体式框架混凝土剪力墙结构，预制率方面已经基本完成已基本超过现行国家标准要求50%，装配率也已实现基本已实现了超过了行业标准90%。其中，底部预应力加强筋结构区基本是采用预制钢筋现浇结构方式配合作为其上部的主体结构，标准层板结构全部均采用了预制钢筋的预制混凝土构件形式与预制混凝土现浇钢筋带预应力梁或组合预应力梁等方式进行结合作为下部主体结构。为了确保现代BIM设计集成系统技术和应用方案能够以合理、有效和充分的方式与现代预制混凝土建筑构件改造和施工中的关键技术进一步全面结合，建筑方案的总体设计技术应能采用现代BIM族库标准化模式设计方案和模块化设计改造建筑方案，同时结合现代BIM的设计和软件特点，实施现代装配式建筑方案的集成设计和改造。在屋面结构组合具体形式的设计和应用研究方面，可以考虑综合选择多种结构组合和构件形式，如屋面悬挑构件组合方法、屋面悬板组合方法等，确保反映现代建筑立面的多样性特征和整体安全特征。

1.2构件装配方案设计

在预制和外墙装配结构的质量方面，可以先选择全预制和外墙组装的设计方案，确保外墙的预制系数达到22%左右至30%左右，进一步保证与施工过程的融合。其他预制外墙安装构件项目的选材也必须根据施工项目的实际情况，如现场施工质量设计要求、预制构件组装速度等。其中，在主要构件预制方案的设计和结构图编制的初始三维阶段，设计师和制造商需要考虑结合三维BIM网络技术实现的可视化设计的工程功能，建立三维预制建筑模型，实现预制主要构件设计、安装和生产的模拟过程的可视化流程。此外，结构类型的选择和主要构件预制材料的评估也必须充分考虑企业模式的特点和设计施工组织水平，结合它们之间的差异分析合理的设计因素，解决隐藏的质量问题。

1.3预制构件BIM应用分析

简言之，BIM组件规划涉及整个过程的质量控制，主要应从以下几个基本方面入手，概括如下：在工业设施建设过程中，实现立面线和整体设计风格的有效协调和统一；每个计划阶段的内容始终适用于整个计划过程的成本系统和控制；包括严格控制部件成本、工艺流程、模式和连接关系；预制混凝土构件中禁止切割砖块。在实际工程应用中设计BIM模块结构方案时，设计师必须根据现有BIM模型的特点，提前建立一套与预制剪力墙结构模型兼容的模型。根据现有BIM模块计算可视化技术的特点，设计人员可以准确、快速地独立完成预制混凝土建筑构件所涉及工程量的可视化计算。

2影响BIM装配式混凝土建筑构件系统设计的主要因素

2.1施工条件

BIM模拟装配式沥青混凝土建筑构件设计系统介绍在实行建筑预制建筑构件设计模拟的实践过程活动中，设计专业人员也应对塔吊的旋转变形半径系数及建筑预制建筑构件重量关系之间存在的动态关联性要予以更高度地重视，可以同时适当的结合一些BIM设计模型软件进行设计模拟的演示。在此实施过程中，设计咨询人员首先需要考虑综合的考虑各种建筑形式施工的实际运行情况，如实际施工设备效率、技术水平差异等，力求确保各个建筑施工形式方面技术的可均衡性和与可标准性。另外，在保持施工建设计划要与设计运行计划原则相基本统一协调的基本前提情况下，对于工程结构上较为精密复杂的特殊构件，在施工图正式文件设计制作过程实施中就应该充分结合当前工程建设实际要求进行了合理应用。

2.2构件加工

在设计制作建筑构件预制建筑构件施工图后的建造工艺过程及管理活动中，应该主要是应尽量充分地注意结合预制组件化工艺来设计构建工艺方案，实行预制构件装配构件化工艺及过程准备的工作。建筑构件的图纸还应能同时也尽量多的地立足于实际构建和建造过程工艺实际，并充分注意地结合构建工艺制造时的实际成本因素而优化建造工艺和设计的方案。举这样几个比较具体的例子来说，对于某些结构特殊复杂的非模数构件，可以充分看到，预制构件尺寸的相关生产工艺可以结合砖缝的实际变化，合理、灵活、方便地进行调整，以确保预制构件的实际尺寸与单位膜的实际尺寸基本一致，我们正在建造的。基于这一基本设计优化框架，设计师和优化设计师可以首先执行初步的生产和加工计划，然后结合BIM软件的模拟和分析功能，设计和优化薄膜材料的回收模式和再利用率。

3基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计的优化措施
3.1优化预制构件参数设计

参数化的配置既是实现有效的快速的提升深化设计BIM系统深化设计的系统效率目标实现的重要的一个基本前提条件，也是实现有效和迅速地降低系统的建模及计算的工作量目标完成的两个必要基本前提条件。其中，预制构件钢筋的参数化以及配置的参数的设置优化等基础工作环节均要属于提升有效和实现深度BIM系统的深化设计的效率目标的核心要点。一般来说，预制型墙体构件在进行各种参数化构件分类与设计中都有需要是事先要根据墙体各种功能构件类型特征所进行适当的和合理有效的分类计算及计算处理，如对预制墙板类构件，基本上我们还完全可以仅仅是根据墙体使用空间性质功能要求的具体要求和不同形式来具体划分将其归为预制单洞墙板、预制双单洞墙板类等。

3.2优化设计碰撞检查力度

通过碰撞检测的分析我们不较难得知，我们已经可以做到对设计图纸制作中经常存在着的一些错碰漏和碰缺的问题及时进行的合理地更正，主要原因是基于传统的二维模型下设计的一些隐患问题。举这么一个小小的例子简单来说，当砼预制建筑构件的内部结构各关键组成的部分都存在空间定位等问题，或者是地暖管系与室外电气管线间存在相互交错与碰撞等等问题时，设计监理人员还应该设法及时有效解决了上述几个问题，确保了装配式混凝土构件设计应用安全。

4结论

基于现代BIM管理技术实现的装配式建筑构件系统将会发展成为国内建筑行业的未来必然的战略发展战略方向，并最终成为世界建筑行业变革的真正主导力量。针对此，设计研究人员需要在考虑结合建筑BIM设计技术的可视化特点与设计集成化等特性时，需要进一步立足于装配式的建筑构件的设计施工要点，强化其技术方面应有的技术指导示范作用，并以此致力于持续提升现代建筑企业经营效率管理水平与设计成果质量。

参考文献：

[1]李亚萍，陈国平.BIM技术在装配式混凝土建筑结构设计中的应用及发展[J].混凝土，2018（6）：3.

[2]朱敏，张哨军，孙静，等.基于BIM技术的装配式混凝土建筑成本控制研究[J].价值工程，2019，38（30）：3.

[3]涂劲松，刘运林，谢轩，等.基于BIM技术的装配式混凝土结构设计施工流程及应用研究[J].安徽建筑大学学报，2019，27（1）：5.