BIM技术在装配式建筑设计中的应用

发表时间:2020/8/10   来源:《建筑实践》2020年3月8期   作者:陈绍鹏
[导读] BIM技术可以构建3D模型,可以帮助装配式建筑施工方案、
        摘要:BIM技术可以构建3D模型,可以帮助装配式建筑施工方案、设计方案设计工作,从而提高工程建设质量和效率。从实践来看,传统的建筑行业暴露出了很多的问题,例如,对环境造成的污染比较严重;对能源的消耗比较大、资源结构配置中缺乏合理性等,与现代社会倡导的“绿色、环保”的发展理念是相违背的。从长期的社会实践中,人们探索出了装配式建筑建造模型,很大程度上能够弥补传统建筑行业中暴露出的突出问题,对建筑设计和建造的创新性发展具有重要的意义。
        关键词:BIM技术;装配式建筑;设计
前言:
        BIM技术具有两个方面的优势:其一,建筑设计升级了,由之前的二维制图,升级到了现代的三维立体建模。其二,建筑设计更加精细化。在装配式建筑设计中,每一个建筑环节和每一个结构部件,都能够被精准的考虑到。BIM技术的运用是装配式建筑设计的创新,极大的提升了装配式建筑的精准性、高效性及高品质。
1、BIM技术和装配式建筑内涵概述
        1.1BIM技术的内涵
        BIM技术是指基于工程学、建筑学、设计学的新型建筑工具。通过采集建筑工程相关信息,在统一平台上集成建筑数据,从而构建建筑的3D模型,有助于建筑工程设计、施工、管理等工作质量的提升。此外,BIM技术除了能够构建建筑3D模型,还能够增加“时间维度”,变为四维模型,模仿建筑建设、运营情况,可以更加直观地看懂设计意图,降低人为因素对装配式建筑工程的影响。
        1.2装配式建筑概述
        装配式建筑是指通过多种预制构件组成的工程建筑。与传统土木工程建设不同,装配式建筑主要是装配而成,具体可以划分为混凝土结构、钢结构和复合结构等。比起浇筑型的建筑来说,装配式建筑的优势是非常明显的,部件建造的速度较快,可以实现多样化的构型,而且能够很好的抵抗来自于复杂的气候、气象互地质地貌的消极影响,节能环保的优点难以掩盖。然而,装配式建筑并非是十全十美的,也存在一定的不足之处,例如,建筑物结构的设计具有相当大的难度,防震性能不佳,减震性能也不能达到预期的理想状态等。当前在我国,装配式建筑应用尚处于初级阶段,装配和设计技术等还有很大的上升空间,需要进一步加强与信息技术的融合,制定出完善的技术应用标准,推动装配式建筑的更快发展。
2、BIM技术在装配式建筑中的运用意义
        2.1提高装配式建筑的设计质量
        装配式建筑施工质量水平取决于工程设计以及构件设计,二者相辅相成、相互影响。对于装配式构件来说,要特别注重配件预留、预埋等,保证每个构件之间的契合度,这样才能够提高装配质量和效率。在BIM技术的支撑下,可以借助工程设计3D模型,将工程设计方案参数输入BIM平台当中,根据模型以及大数据信息,对工程设计方案做出调整。此外,BIM技术在多年发展中也逐渐朝向智能化方向发展,借助云计算进一步发挥BIM技术的价值,借助强大的云计算,可以保证模型设计精度、符合实际要求,对于不符合标准的设计,云计算系统会自动提供参考值,更好地做出更改。
        2.2提高构件设计水平
        结合装配式建筑结构设计方案,将装配构件信息输入到BIM平台中,云计算可以自动计算出符合工程标准的构件样式、尺寸,实现构件建模,包括墙体结构、梁柱、门窗等。平台会自动给予多种设计方案,设计人员可以对这些可行性方案进行对比,从而找出更加符合业主要求的方案,完成构件设计工作。BIM的预制构件数据库中,可以将构件数据合理化、标准化,让模型建设更加简洁,实现简约化设计,以最少的材料投入实现最终设计目标。

图1   BIM在装配式建筑(铝合金模板安装)中的应用
        2.3提升装配式建筑的设计效率
        在装配式建筑设计过程中,BIM技术的充分运用,成功搭建出了一个可以实现信息共享的交流平台[1]。在这个平台上,相关的技术人员都可以获取所需要的专业设计信息,并可以上传相关的全部设计信息,也就是说,相关的专业技术人员可以同步共享装配式建筑结构设计中的各种信息和数据资料。与此同时,运计算技术在装配式建筑中的有效应用,可以进一步提升BIM技术对模型建造的纠错能力,能够精准的找出各专业在设计中存在的矛盾点,能够协助专业设计人员尽早发展问题,并提出解决设计矛盾的最优方案。
        2.4提高设计精度
        应用BIM技术可以对装配内容进行精度分析和结构重组,这样有助于保证设计方案的合理性。在设计精度方面,借助强大的数据库和云计算能力,可以对构件尺寸、钢筋间距、钢筋直径快速做出最优定位,设计人员根据给出的参考数据信息建模,从而观测模型构件契合度是否达标,是否能够满足工程实际建设要求。同时,BIM平台的自动检测功能,可以判定设计方案中是否存在装配冲突问题,从而保证设计精度。
3、BIM技术在装配式建筑设计中的具体应用
        3.1BIM技术的图纸设计和三维建模
        BIM技术是一项创新技术,在装配式建筑结构的三维立体化建模和预制部件的图纸设计中都能发挥积极的作用,进一步提升了设计效率和设计精度。在利用BIM三维虚拟仿真系统设计装配式建筑物结构模型时,设计人员需要亲自到建筑物的实建地进行细致的考察,包括对地质的勘测、建筑测绘、集群布局等,这样才可以得到准确而可靠的数据信息。同时,还要运用BIM技术建立起数据库,将装配式建筑通过实地考察得到的众多数据和信息上传到该数据库,帮助设计人员设计出精准性较高的装配式建筑的结构部件尺寸数据和造型设计[2]。另外,BIM技术的运用,能够加强对数据之间的管理,如果发现错误的数据和遗漏的数据等,就会及时做出预警反应,给设计人员以提醒,及时进行数据调整。
        3.2BIM建筑设计数据库的建立
        随着社会的发展,可以尝试将现代大数据技术、云计算技术和BIM技术有机结合在一起,建立起BIM建筑设计数据库[3]。在这个数据库里,存储有很多装配式建筑设计资料、装配式建筑预制部件设计的相关数据等,在数据库里,可以非常便捷的对各种数据和资料进行整合、归类、分析等操作,可以极大的方便装配式建筑的设计应用。
        3.3实现对预制部件的拆卸和分离
        BIM技术运用在装配式建筑设计中,还可以实现对预制部件的拆卸和分离,也就是结构分析模型[4]。设计人员通过计算机,将结构分析模型引入到相应的工作系统当中,就能够准确的得知将装配式建筑预制部件全部信息,并据此开始分析结构,对预制构件进行必要的调整和修改,以满足现实装配式建筑的实际所需。
        3.4建筑施工中的运用
        BIM技术运用在建筑的施工中,主要包含两个方面的内容,即施工管理和现场质量检测。例如,BIM技术可以对施工流程进行全程模拟,对现实施工有一定的借鉴作用,不仅可以优化资源,还可以降低成本。
结束语:
总之,BIM技术的实践应用,为装配式建筑设计提供了新的发展思路,推动了其的发展进度。建筑是城市基础建设中的重要内容,对城市的发展发挥着不可或缺的作用,因此,建筑行业要重视BIM技术的应用,为城市建设助力。
参考文献:
[1]吴大江.BIM技术在装配式建筑中的一体化集成应用[J].建筑结构,2019,49(24):98-101+97.
[2]何玉枝.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析[J].绿色环保建材,2018(09):83+86.
[3]侯德财.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析[J].建材与装饰,2018(05):87-88.
[4]魏辰,王春光,徐阳,石磊.BIM技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].中国勘察设计,2016(11):28-32.
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