基于BIM技术的装配式建筑设计方案的优化及其发展前景

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:林杉杉
[导读] 自我国经济建设以来,建筑行业得到较快的发展

         摘要:自我国经济建设以来,建筑行业得到较快的发展,在此基础上装配式建筑行业也逐渐得到发展,并且在建筑行业中有较为广泛的应用,能够有效提升建筑工程质量与性能,在较大程度上摆脱了传统建筑施工管理的不足。但是,实际施工质量管理过程中还存在一些问题,为此,需要采用 BIM 技术提升建筑施工管理质量,能够将问题进行针对性解决,并且在此基础上提出科学的解决方法。本论文从不同方面阐述BIM技术的装配式建筑设计方案的优化及其发展前景,希望为研究BIM技术的装配式建筑设计方案的优化的专家和学者提供理论参考依据。
         关键词:BIM技术;装配式建筑设计方案;发展前景
         装配式建筑强调设计、生产、施工、运营维护一体化,设计阶段在整个流程中发挥着核心和统筹作用。规范规定了装配式建筑设计的流程方法及相应的技术标准。目前,装配式建筑设计的研究主要集中于模块化设计理念、BIM 技术运用、参数化协同设计、构建拆分与深化设计,以及对于装配式建筑构件剪力墙、梁、板等单项预制构件的结构拆分设计的研究。以往研究虽然也涉及到装配率的概念,但不能体现装配率作为国家标准的强制性和导向性作用。“装配率”不仅是综合反映建筑装配化程度的指标,也是国家依据此标准作为对装配式项目实施经济补偿的重要标准。
1BIM技术应用于装配式建筑的特点
1.1  BIM 技术应用于装配式建筑的优势
         首先,不同于传统的二维设计的 CAD 软件,BIM 技术相关软件都具有三维的特性,在设计阶段就能通过 BIM 的三维显示出建筑的效果。同时,BIM 软件能够导入 CAD 图纸,通过识别 CAD,在软件中可以直接完成三维建模,十分便捷。其次,基于 BIM 软件设计的装配式预制构件能够直接反映出碰撞、安全验算不合格等情况,相比较二维图纸设计,减少了很多验算的时间,也大大提高了准确性和工作效率。并且,通过 BIM 软件能直接优化构件的参数信息,调整碰撞、通过安全验算。最后,在项目的招投标阶段、施工前准备阶段、竣工结算阶段都需要进行项目的工程量计算。工程量的计算主要有手工算量、软件算量两种。传统的手工算量计算过程十分复杂,需要消耗大量的人力、物力,计算出来的结果往往也很容易出现偏差,而基于 BIM 技术的工程量计算能够有效地解决此类问题,其计算的精确度高、计算的操作过程简便。
1.2 BIM 技术在装配式建筑发展瓶颈
         首先在设计阶段,需要全面把握装配式设计的“模数化、标准化”的技术特点,以达到“少规格、多组合”的目的,通过 BIM 软件拆分的预制构件通常会存在着预制构件类型较多的问题,以至于预制工厂很难大规模批量生产,从而造成资源的浪费。利用 BIM 软件优化装配式建筑的拆分方案已然成为设计环节的重要一环。其次BIM 技术应用于装配式建筑全产业链的数据共享尚存欠缺。利用 BIM 技术设计的装配式建筑,通过相关软件能够很方便的输出各类预制构件的信息,为工厂制作预制构件提供了详细的数据。随着装配式全产业链的发展,只有软件与工厂之间的数据联系是远远不够的。
2利用BIM技术优化装配式建筑的设计方案
2.1装配式建筑的设计程序
         首先,方案设计阶段主要从户型设计、标准层设计、确定构件拆分原则以及 PC 布置方案几个方面进行。

装配式建筑户型设计主要采用模块化的方式,将建筑空间根据功能分块,通过模块组合设计户型。构件拆分并对其进行 PC构件布置。其次初步设计阶段对预制构件类型和尺寸进行合理选择,以此提升工业化生产效率。最后施工图设计阶段主要进行 PC 构件的深化设计,扩展设计信息,提高设计质量。
2.2预制构件设计优先次序
         装配式建筑按结构类型分为框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构四种类型,预制部件主要为预制剪力墙、预制外挂墙板、预制柱、预制叠合板、预制梁、预制楼梯和阳台、空调板等。在等级评价过程中,若装配评价等级要求达到A 级及以上,在优先选择 PC 构件时应同时满足该构件的最低要求。另外,装修和设备管线中全装修为必选项,体现了装配式建筑采用全装修的导向。虽然这一整体项占分较低,但从长远发展的需求看,在设计时使用主体结构和装修、管线全分离形式、装修全干式工法作业、集成式装配厨卫等,可以提高施工的精度和质量,实现装修的部品化和产品化,在一定程度上可以提高预制装配率。
2.3BIM技术对于构件预制的把握
         首先在进行建筑施工的过程中,构件精确度在其中尤为重要,主要是因建筑施工关系到的安全与稳定,需要确保各个施工环节的精确度,所以在进行装配式施工质量管理的过程中,需要对不同构件生产环节进行严格监督。此外,在对构件应对设计图纸实施核查,并且相关部门需要对图纸深入分析,比如形状、尺寸以及紧密度等,以此将各种风险降至最低。在生产的过程中,需要确保构件的准确度,这在较大程度上能够避免材料的浪费,采用 BIM 技术对提升构件生产中的准确度与效率尤为重要。其次在进行装配式施工质量管理的过程中,还应对构件运输过程实施有效监督,对运输过程中产生的突发事件进行分析,并且在此基础上把握运输时间,以此及时采用有效的解决方法。比如,在运输构件期间,若出现道路堵塞,需要选择其他运输路线,以此确保在规定的时间内将构件运输到制定的地点。在运输易破碎构件的过程中,需要确保构件的完好,这就需要通过 BIM 技术对运输实施有效的模拟,以此将运输风险降至最低。
3 BIM技术在装配式建筑领域的发展前景
         BIM+ 互联网技术是一个重要的发展方向,BIM 软件本身具有数据的高共享性,将 BIM 软件产生的精密数据依托互联网平台直接导入装配式工厂的数据端,使装配式生产机器能够自动生产预制构件,减少了传统形式上的繁琐和缺陷。由装配式工厂自动生产的预制构件将被自动附上独一无二的“身份证”,通过移动端,施工人员、户主、物业等都可以直接了解该预制构件在设计时的所有信息,为施工、管理、维护都提供了重要保障。
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