杜燕1 秦浩然2
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摘要：随着经济的增长，建筑行业的发展也得到了很大的进步。由于城镇化以及工业化建设的推进，在无形中也就推动了建筑方面相关技术的发展。在装配式建筑结构设计中由于涉及到的内容多、周期短、建模软件缺乏，因此寻求一种能够有效解决以上问题的技术就显得十分紧迫。BIM技术的出现可以让设计人员以更加直观的方式对建筑模型进行设计，并且能够对模型中存在的一些问题进行有效的分析和整改，是实现装配式建筑全生命周期设计的必要条件，最终达到提高建筑结构设计质量的目的。
关键词：BIM；装配式建筑；协同设计
引言
装配式建筑以系统化、标准化、集成化为根本特点，具有生产效率高、受天气影响小、环境污染少等优点，成为我国“十三五”期间大力推广的建筑形式。BIM（BuildingInformationModeling）技术可以全面描述工程项目信息，在规划、设计、施工、运营维护阶段将建筑项目全生命周期内的信息集成到特定的建筑模型中，协助各参与方的工作。
1.BIM协同设计与传统设计对比
传统设计方法在项目设计中是阶段性、单向的，缺乏交流，设计过程快速简单，在过程组织、任务快速分配上有一定的优势，但项目各参与方之间缺乏交流，无法进行方案的最优化配置。同时，由于各专业设计工具不尽相同，信息缺乏统一性，导致各专业间的信息数据无法完全共享。BIM协同设计方法强调“设计迭代”，即建筑设计从初期的概念设计到最终的施工图设计不断迭代，在设计前期将所有关于设计问题的各方思想统筹考虑，建筑师不再是唯一决策者。BIM协同设计是基于同一个三维模型的“闭环”，各专业可以通过网络服务器实现同步设计，信息可在上下游专业之间无缝传递共享，缩短了专业之间协调时间。
2.基于BIM的装配式建筑协同设计方法
2.1精细化设计降低装配式建筑的设计误差
因为预制构件结构设计的复杂性，施工图经常遇到墙、管等情况，以往结构设计方法设计的图纸，即使是二维图纸，上面的问题是不容易找出来的。在施工的时候，问题就会暴露出来，结构碰撞发生后，建设单位不得不要调整施工方案，避开碰撞的地方，这样就会导致使用的建筑材料增多，拖慢了施工进度，最终导致项目不能按时完成。BIM软件就不会出现这个问题，有了三维模型后，模型会被软件自动检测、评审，模型设计中存在的问题归纳为一起，设计人员收到问题信息后对设计方案进行整改、修正。整改、修正完毕，BIM软件又重新检测、评审三维模型，并再次提示错误，如此反复多次，直到所有问题都得到解决。例如，在预制房屋的结构设计中，经常发生管线布置自身及与结构构件碰撞，这是因为建筑管线种类多，有给排水管、强弱电线等，装配式构件又具有预制性及模块性，管道与结构的协调是很难实现的，但BIM软件可以检测管道位置是否正确，如果软件检测到有碰撞等异常情况时，系统就会有出错的提示，在监理人员的充分参与下完成分析过程，能够促使管线更加优化、结构构件更加安全合理，降低装配式建筑的设计误差。
2.2在建筑结构协同中的应用
BIM模型将各个专业整合成一个三维模型，不仅可以准确直观地观察各类构件的布局和布置，还可以观察各类构件之间的相关位置关系。
此外，在BIM三维协同环境下，与设计、施工、机电安装等协调准确高效，同时还可以对装配件和管线进行进一步的布置，提高合理性和利用率。在建筑结构设计的过程中使用BIM技术，能够保证设计人员共同完成设计，并且对各项信息数据进行汇总，从而增强建筑结构设计的协调性。运用BIM技术能够实现建筑结构设计数据之间的联系。首先，中间的数据文件能够作为连接因素，使用不同的软件进行设计也可以将信息等进行合理的整合。除此之外，建立中性数据库，将所得到的信息都集合到一个处理平台上，再通过处理平台对得到的数据进行处理，最终实现信息之间的共享。
2.3标准化设计
⑴随着设计程序的展开，方案阶段侧重于既有建筑形式和功能空间的标准化分析，采用建筑信息模型（BIM）技术，对具有相同或相似功能和体量的建筑单元进行分配和布置，如住宅的套型，酒店的客房和学校教室等。同时，将主体结构、围护形式、交通联系和机电系统等结合标准化的建筑单元整体设置，并合理利用环境及地形条件，以灵活的建筑单元组合型式表现楼栋的节地型布局和多样化的建筑风格。该阶段要确定建筑装配化的范围，量化评估指标和完成预评价程序。
⑵初步设计阶段，将标准化设计延伸，针对建筑单元内功能、尺度相同或相似的用房进行通用型模块化设计，如住宅厨房和储物间，酒店卫生间，公共管道竖井等。同时，细化模数协调工作，建立能够传递功能、集结系统的通用性接口，使得建筑单元内的功能性模块可以更替扩充，又能够结合成有机系统。
⑶施工图及深化设计阶段要将建筑功能模块构造进一步拆分和细化，对构成建筑模块的部品构件进行标准化设计，如住宅卫生间内部的整体淋浴间、架空地板、复合型隔墙板、管线综合吊架、预制叠合外墙板和叠合楼板等。其间，应结合生产、施工和使用运维等实际情况，持续优化部品构件设计品质，提升标准构件的装配集成度，降低建造成本，保证标准化设计产品的通用性、经济性和易建造性。
在此基础上，结合建筑信息模型（BIM）技术，将定型的建筑功能模块和部品构件信息（包括相关数据、物理信息、构造、接口及技术说明等）录入标准化信息库，统一编码、标准和规则，形成通用部品构件系列，并通过信息化协同平台实现各专业数据信息互通与共享。
2.4应用于建筑结构的可视化设计
BIM模型不仅可以被各个学科共同审查，而且可以在三维可视化环境中准确地发现各个学科的问题，同时解决多学科之间的协作难题。在土建施工过程中，相关施工人员在输入各构件的材料、几何尺寸、图中标识、机电信息等信息后，即可准确地进行施工浇筑和安装。同时BIM技术具有可视化的优势，因此能够保证项目参与者很好的理解建筑的设计布局和其中的一些细节。除此之外，BIM技术还能够让设计者对建筑结构设计中存在的问题做到及时发现和解决，包括装配式构件、管线和楼梯的设计等，最终得到各方都满意的设计。
结束语
由上可知，BIM技术的应用能够极大的促进我国建筑行业的发展。在装配式建筑设计当中，结构学科与其他各学科之间的协调与沟通是非常重要的。甲方、设计、施工等人员可以通过BIM进行沟通，BIM系统实现了信息的共享。甚至可以通过四维模型来模拟施工，使设计中的问题得以马上解决。但当前BIM装配式建筑全生命周期中的应用还不是很成熟，如在预制构件生产、建筑运维阶段，这需要建筑工程各个专业共同的配合与努力，对BIM进一步加以探究和分析，使其在建筑工程中得到更好的应用。因此，在建筑行业的发展过程中，要不断深入对BIM技术的研究与运用，将BIM技术与装配式建筑很好的结合起来，保证BIM技术能够在建筑行业中的成熟运用。
参考文献：
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[2]游子健.浅析BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用[J].江西建材，2019（22）：47.
[3]朱海燕，刘健.BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用[J].科技资讯，2017（20）.