基于BIM技术的装配式结构设计方法

发表时间:2020/8/28   来源:《城镇建设》2020年第13期   作者:周文博
[导读] 现阶段,随着我国经济的飞速发展,建筑行业的 发展也十分迅速,
        摘要:现阶段,随着我国经济的飞速发展,建筑行业的 发展也十分迅速,人们不但越来越追求建筑品质,同时也越来越追求建筑的施工速度,而装配式建筑可以同时满足这两项要求。不过,装配式建筑对结构设计的要求较高,若想设计出科学合理的建筑结构方案,需要运用到一些先进的技术和工具,BIM技术就是其中之一。以下就联系实际来谈谈基于BIM技术的装配式结构设计方法,仅供参考。
        关键词:BIM技术;装配式结构;设计方法
        引言
        在建筑技术体系快速更新的背景下,建筑工程的施工速度得到了大幅度提升。装配式结构是将建筑整体结构拆分成若干个待组装结构,然后由生产厂家直接完成生产,随后运送到作业现场进行组装的新型施工技术。BIM技术作为多技术融合后的科技手段,将BIM技术应用到装配式结构设计过程中,对于降低结构设计误差,提高工程施工质量有着积极地意义。
        1BIM技术的在装配式结构设计中应用的优势
        1.1提高了装配式结构设计的精准性
        BIM技术的出现,其在建筑领域中的应用具有诸多的优势,特别是在装配式建筑结构设计中的应用。BIM技术的一个主要特点就是可视化,其在装配式结构设计中的应用,模拟构造形式的出现,大大提高了装配式结构设计的精准性和可靠性,并且设计人员的工作量明显减轻。
        1.2为装配式结构设计的完善提供了重要依据
        在装配式建筑工程建设中,设计图纸发挥着非常重要的引导租用,对于一个建筑工程项目来说,设计图纸就是建设规范和标准。如果设计图纸存在问题,就需要施工方和施工客户双方针对存在的问题进行协调,问题得到解决后,才可以继续施工。BIM技术在装配式结构设计中的应用,为对装配式结构设计图纸存在问题的解决提供了重要依据。
        1.3提高装配式结构设计的科学性和合理性
        BIM技术具有强大的模拟功能,其不仅可以模拟装配式结构建筑,同时还可以模拟一些设计人员难以完成的结构试图。像装配式结构建筑的节能模拟、热传导模拟等。由此可见,BIM技术在装配式结构设计中的应用,可以大大提高设计方案的科学性和合理性。
        2BIM技术在装配式结构设计中的应用
        2.1图纸设计阶段
        施工技术体系的不断完善,加快了建筑工程的施工速度,与此同时,建筑工程的施工规模也在不断扩大。这也意味着,利用装配式结构进行施工时,需要做好充分的准备工作,提高结构设计参数的合理性。BIM技术在图纸设计阶段的主要工作是进行数据信息的快速采集,同时还对设计参数的准确性进行评价,内容包括结构强度、所使用材料种类、材料尺寸、钢筋结构的耐压情况等。借助BIM技术还可以将设计图纸中的二维数据信息,直接生成三维立体图像,这也使得数据信息的直观性更强,加快了问题的发现速度。对于部分存在争议的数据信息,也可以借助云计算技术重新进行计算,以此提高图纸设计内容的合理性。
        2.2多方参数指导减少设计误差
        装配式建筑构件需要提前制作好,通过吊装和拼接完成建筑整体。从预制构件的设计开始到预制、拼装、装饰,各阶段都需要建筑各参建方进行整体协调共同合作。整个设计涉及到两个方面:①设计方内部的优化设计;②各参建方的协同合作,涉及检测和最终调整。设计方内部按照设计规范和建筑功能、设计理念和要素等进行整体设计,各参建方协同需要根据整个建筑设计就施工规范、材料规范和物理要求对整个建筑的各数据参数进行协调。

从最初的图纸设计到构件生产、装配施工,再到整体装饰、后期维护等,都需要多方的专业人员在信息集中的交流平台上进行协调合作,更好地完成整个装配式建筑的建设。BIM技术就是基于装配式建筑的建设需求,实现信息共同和协同管理,提供三维可视化平台,使不同参建方在同一个平台上进行设计模型的整理合并。BIM技术的装配式结构设计能够更好地实现各专业之间的信息参数的正确传达,在BIM平台上的各方数据整合能够更及时发现设计中的缺点和参数不合理问题,在设计阶段就能够确保整个结构的设计参数准确性,提高整个结构的设计质量,从而为后期的施工提供全面的技术支持。
        2.3建立、分析及优化模型
        在装配式结构的具体设计过程中,应当要充分利用构件库,根据实际设计需求在构件库中选择既合适而又性价比较高的构件,并利用所选构件来数字化模拟装配式建筑的整体结构,建立出相应的结构模型。若是没有在构件库中找到比较合适的结构构件,则需要结合设计需求而重新设计专门的构件,并记得将新设计的构件也及时补充到构件库当中,从而使构件库中的可选构件素材不断丰富,为以后的设计工作提供更大的便利。再者,为了确保设计的安全性,在应用BIM技术进行装配式结构设计之时,还应当要全面分析所建立的模型,充分利用BIM技术的可视化功能而不断调整和优化模型,这样才能够确保设计方案的可靠性。需要注意的是,如果在分析模型的过程中发现了所选用构件不太合适的情况,则还要重新寻找、选择或者设计构件,直至其适合于本装配式建筑工程为止。
        2.4运行维护阶段
        在上述工作内容完成之后,系统也进入到了运行维护阶段,在运行维护阶段,主要的工作是对潜在的安全隐患进行处理,使建筑工程可以达到既定的施工作用要求,从而提高整个工程的使用寿命。BIM技术在该应用环节中,主要工作是搭建三维立体模型结构,并且模型中还存在着许多受力分析的应用情况。如果发现结构综合强度无法满足应用要求的情况,此时也需要及时制定辅助措施,构建辅助承重结构,从而提高整个结构的综合效果,延长结构使用寿命。
        2.5应用建筑模型
        在拼装构件前,可以运用BIM技术对整个装配式结构建筑的建设过程进行模拟,以此更加精准的控制建筑建设的进度和时间节点,从而对构件的加工、运输、拼装等进行合理的规划。建筑模型的应用,可以在装配式结构建筑实际建设前,及时发现其中潜藏的问题,以便事先制定好相应的应对方案,这对后期装配式建筑工程的顺利建设十分的有利。
        结语
        装配式结构具有广阔的发展前景空间,现阶段尚需要进行不断的完善与提高。在装配式结构持续发展的过程中,标准化的结构设计是不可或缺的步骤。长期以来,装配式结构设计是结构设计发展的趋势之一。在建筑产业化的发展时代,应用基于BIM的结构设计能够良好的促进装配式结构设计的发展。不管是常用的装配式混凝土构件与钢构件,还是比较不常用的竹木材质构件,BIM技术均能够成为其雄厚的技术基础,在BIM支持下,均能够实现参数可调的基本族构件的转化,由此使结构设计的过程实现了去繁从简的目的。
        参考文献
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