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BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用论述

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：包彦欣

[导读] 摘要：随着我国城市化进程的不断加深，人们对建筑结构提出了更高的要求，BIM软件是一种新型的建筑技术，将其应用到结构设计中能够促进装配式建筑的结构优化，提高建筑物的质量。

        浙江东南建筑设计有限公司浙江省杭州市 310000
        摘要：随着我国城市化进程的不断加深，人们对建筑结构提出了更高的要求，BIM软件是一种新型的建筑技术，将其应用到结构设计中能够促进装配式建筑的结构优化，提高建筑物的质量。
        关键词：BIM技术；装配式建筑结构设计；应用
        前言
        由于装配式建筑对技术的高要求，并且需要全程无误的进行施工，这无疑对项目负责人以及施工人员来说是一个巨大挑战。在装配式建筑中加入BIM技术，能够进一步体现装配式建筑的优点。BIM技术能够贯穿整个项目，应用到装配式建筑的每个环节之中，相较于以前能够显著的降低高标准的技术要求并提升施工质量和效率，还能最大限度的降低环境污染，为我国可持续性经济发展做出一份贡献。
        1BIM技术的基本特点
        1.1BIM技术可视化的特点
        BIM技术的应用为建筑行业领域带来的好处极多，尤其是在建筑结构设计的过程中，BIM技术自身所具备的可视化特点能够为工程设计人员提供精准的模拟构造形式，一方面减轻了工程设计人员的工作量，另一方面则可以使工程设计人员建筑结构设计图纸的准确性和可靠性得到有效的提高。
        1.2BIM技术协调性的特点
        施工设计图纸在整个工程项目的建设中起着引导的作用，图纸对于工程项目的施工而言是一个标准，一个规范。一旦设计图纸上出现了问题，施工单位和施工客户都必须结合图纸问题进行协调工作，待问题解决后才能够进行下一项工作的开展。BIM技术的应用有助于设计人员对图纸的完善。同时，BIM技术所构造出来的立体模型是施工方与客户相协调的一个重要依据。
        1.3BIM技术模拟性的特点
        BIM技术自身的模拟功能非常强大，不仅能够对建筑结构造型进行模拟，而且对于一些设计人员无法完成的结构视图也可以进行模拟，例如建筑结构中的热传导视图、节能模拟以及整个建筑工程的施工全过程，因此BIM技术的应用能够使施工方案更为科学合理。
        2建立建筑图纸三维模型
        传统的装配式建筑结构设计是设计人员将建筑图纸绘制在平面上，形成二维的建筑图纸，单一节点位置需通过多张图纸构成立体表达，这一建筑结构设计方法多为具体节点的拆分，难以实现对装配式建筑中细小部位的整装设计及布置优化。随着我国建筑行业的发展，传统的设计方法已经难以满足人们对建筑物质量把控和功能优化的需求，将多专业统筹考虑有机协调，结合实际施工使设计深度深化细节，能够有效提升装配式建筑的质量。基于BIM软件的装配式建筑结构设计能够实现建筑各专业图纸的整合优化，BIM软件能够根据系统提供的装配式建筑结构设计的数据，将二维的建筑图纸转化为三维设计，通过三维模型可视化能在保证设计深度的前提下直观地发现问题并进行优化。通过BIM软件建立的三维模型相比于传统的结构设计方法更加精准，能够加快设计图纸完成的速度，避免设计不当造成的施工浪费，有利于建筑工程在规定的期限内顺利完工。使用BIM软件建立的三维模型实现了建筑设计的可视化，在三维模型中涵盖了所有装配式建筑中要求的设计内容，可以使建筑模型满足建筑工程的具体施工条件，促使建筑图纸更加科学，为后续的施工打下坚实的基础。
        3进行结构碰撞检查试验
        由于装配式建筑结构设计较为繁琐，依照传统结构设计方法设计的施工图纸很可能出现墙体、管道等相碰的情况，即便通过对二维图纸的审查，也很难发现建筑图纸中存在的问题。

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这些问题一般在施工过程中才会显现出来，一旦出现结构碰撞的情况，施工单位需要在施工过程中对碰撞的部位进行调整，这不仅会造成施工材料的浪费，而且返工会导致施工进度向后拖延，影响工程的竣工验收时间。应用BIM软件能够很好地解决这一问题。在三维模型建立完毕后，软件会对模型进行全面审查，并将模型设计中存在的问题进行汇总，设计人员可根据软件提出的问题采取针对性的解决措施。在采取解决措施后，BIM软件会对三维模型进行再次审查，二次提出问题，直至问题全部解决完备。例如，在装配式建筑结构设计中，经常发生碰撞的就是管线布置，这是因为建筑的管线种类较多，有输水管、下水道、电线、网线等，要想实现管线之间的协调较为困难，但是应用BIM软件能够对管线位置的合理性进行检测，在发现管线出现碰撞的情况时，能够第一时间向设计人员反馈，并且分析的过程是在监管方全程参与协调的情况下完成的，能够促使管线更加优化。
        4优化建筑内外空间结构
        由于BIM软件能够实现装配式建筑结构设计的可视化，将传统的建筑二维表达转变成三维可视空间，可以方便设计人员对装配式建筑的室内和室外进行设计，优化建筑的功能分区排布，能够使空间结构的规划更加合理。例如，在对室内空间进行设计时，设计人员可以通过三维模型提供的感官体验，将建筑室内的电梯、楼梯等规划在合理的位置，这样既可以为后续施工带来便捷，又可以优化建筑使用体验。通过BIM软件规划建筑室内空间，还可以适当减少过多的公共空间，将其合理分配到用户的使用空间中，能够提升用户的居住体验。对于装配式建筑室外的设计，设计人员能够使用BIM软件对室外的功能区进行划分，比如，休息区、绿化区、运动区等，保证每一个区域的空间布置都能满足建筑内住户的实际需求。
        5加强对施工过程的管理
        BIM软件还有一个功能，就是可以将建筑结构的施工过程模拟出来，确定这种设计方案可以完工的时间，为施工单位的施工方案及施工进度计划的制定提供了科学的依据。例如，通过利用BIM模型模拟施工进度能够以此合理地规划预制构件[2]。在对施工过程进行模拟的过程中，施工单位能够通过模拟制定出具体的施工方案，做好各个工序之间的衔接工作，实现对施工过程的控制和管理。在每个施工进度中使用的预制构件的种类和数量存在一定的差别，传统的施工过程往往是预估需要使用的预制构件，预加工后进行分批运输，或者是将预制构件全部运输到施工场地中堆放。但是基于BIM软件的施工过程模拟能够实现在实际施工中对预制构件的科学化管理，先根据每一个阶段对预制构件的要求进行入场工作，然后将预制构件按照进度分批输送，避免场地限制及进场次序交叉问题，加快装配式建筑的施工进度。BIM软件还能分析施工过程中存在的危险因素，以便施工单位提前采取防范措施，防止因安全事故的发生对施工人员生命健康安全造成的损害。
        6确保建筑数据准确无误
        在装配式建筑的竣工验收阶段，需要对建筑的各项数据进行审查，以保证建筑物的质量，将安全隐患控制在合理的范围内。传统的方法进行工程竣工验收通常需要较长的时间，这是因为在装配式建筑结构设计中蕴含大量数据，通过人工计算难以保证数据的准确性，需要进行多次反复核算，而在核算的过程中，核算人员会出现意见不一致的情况，导致难以收口或收口耗时过长。应用BIM软件能够解决竣工验收阶段的数据核算问题，软件中存有整个该工程装配式建筑结构设计的所有内容，在软件中形成了一个数据库，BIM软件会在人工指令下对数据库内的数据进行审核，并为施工单位提供审核依据及审核结果，确保建筑的各项数据准确无误，为建筑工程验收合格提供理论依据。
        7结束语
        通过应用BIM软件对装配式建筑的结构进行优化设计，在设计过程中采取建立建筑图纸三维模型、进行结构碰撞检查试验、优化建筑内外空间结构、加强对施工过程的管理、确保建筑数据准确无误等措施，能够有利于提高建筑物的质量。
        参考文献：
        [1]赵雪佳,白翔.基于BIM软件下的装配式建筑结构设计[J].居舍,2018(12):95.
        [2]关剑.基于BIM技术下的装配式建筑设计研究[J].住宅与房地产,2018(16):54.