张洋
阳泉市建筑设计院 山西 阳泉 045000
摘要：相比于传统的现浇式混凝土结构装配建筑结构有建设周期短、施工效率高、构件尺寸精准受环境影响小等特点，目前已成为我国建筑业发展的趋势之一。基于BIM技术与装配式混凝土结构深化设计，将促进装配式结构的发展。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对BIM技术在装配式混凝土结构深化设计中的应用提出了一些建议，仅供参考。
关键词：BIM技术；装配式混凝土结构；深化设计；应用
引言
现如今，在预制装配式混凝土结构设计中，通过运用BIM技术，可以大大提高设计方案的科学性与合理性，并简化设计过程。在实际设计过程中，首先要明晰设计思想，然后把握好相关设计方法要点，包括明确设计程序、构建和完善构件库、建立和优化结构模型、充分应用结构模型、优化构件拆分以及进行碰撞检测等，这样才能够保证设计效果。
1、BIM技术简介
BIM技术即建筑信息模型技术，它是一种以建筑工程的各项信息数据作为模型基础，依据它们来建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑真实信息的科学技术。BIM技术中包含了计算机模拟技术、虚拟仿真技术及三维可视化技术等诸多先进技术，因此它是一种集成化的技术。BIM技术的主要优势在于它的信息完备性、一致性、关联性、模拟性、可视化、协调性、优化性以及可出图性。无论在建筑设计、建设还是工程管理等工作中，BIM技术均拥有着十分重要的应用。
2、装配式建筑
装配式建筑，简称PC，是指将在加工厂生产好的预制构件直接运输到现场直接在工地装配而成的建筑。PC构件在加工厂进行生产制作，相比于施工现场，受气候变化的影响很小，并且采用机械化的手段，也可以减少相当数量的一线施工人员，节约劳动力提高建筑的速度和质量。装配式建筑的施工过程大致可以分为三阶段:一为PC构件的工厂生产加工阶段;二为运输机械的运输阶段;三为PC构件的现场安装阶段。PC建筑最主要通过管控PC构件的施工三阶段来控制整个项目的质量、进度、成本、安全几大目标，目前我国进行投产使用的主要有三种装配式混凝土结构体系，分别是整体式装配框架结构、整体式装配框—剪结构、整体式装配剪力墙结构。PC建筑相对于传统的钢筋混凝土现浇结构建筑，最大的优点是可以实现设计标准化、生产模式化、施工装配化、管理信息化和装修一体化。
3、BIM技术在装配式混凝土结构深化设计中的应用
3.1BIM技术在钢筋深化设计中的应用
（1）钢筋排布
利用BIM技术对混凝土预制件进行钢筋排布时，需创建混凝土预制件三维模型，根据设计图纸的要求对构件中钢筋进行布设。在Revit中载入需要的钢筋形状，按照设计标准放置钢筋，对钢筋弯锚方向及锚固长度进行深化设计，实现三维可视化环境下混凝土预制件钢筋深化设计。
（2）钢筋碰撞检查
建筑工程中钢筋数量多，形状各异，钢筋的排布形式密集交错，难免会出现“钢筋打架”的地方。尤其在对预制构件中的钢筋进行排布时，就会容易忽略预制构件与现浇部分连接节点钢筋位置是否会发生碰撞。因此，利用BIM软件进行建筑、钢筋模型构建后，可通过TeklaStructures中的自带碰撞校核管理器来检查钢筋，碰撞检查完成后，管理器对话框便会将所有碰撞的位置全部列出，便可根据碰撞检查结果进行检查修改。
3.2BIM技术在预留预埋深化设计中的应用
管道预留孔洞主要集中于厨房、卫生间等位置预制叠合板中，为了防止因管道穿过楼板引起的现场二次开凿，在预制叠合板给排水预留孔洞深化设计时，结合给排水管道施工图，考虑管道布设位置、管径、出管方式等因素，利用Revit软件建立工程三维模型，将创建好的土建、钢筋、机电、管道模型在BIM软件中进行整合，采用三维开洞技术，确定孔洞布设位置及孔洞直径，还可导出图表明确表达出每个预制构件的开孔情况。
3.3BIM技术在构件连接节点深化设计中的应用
根据项目施工实际情况以及施工图中混凝土预制件外形尺寸及配筋，参照装配式混凝土结构连接节点构造图集，在Revit中创建构件连接节点三维模型，对构件连接节点中钢筋形状、锚固方式及构件连接位置进行深化设计。对于装配式结构连接优化的课题，现有规范标准连接方式方面还有进一步突破的空间，连接优化设计可以从构造、产品、材料等方面进行。梁柱预制构件在节点域的节点连接非常复杂，施工安装效率很低，由于钢筋过于密集，会导致节点域混凝土浇筑不密实，削弱了节点域抗剪能力以及钢筋在节点域的锚固能力，违背装配整体式结构强节点弱构件的设计初衷，给结构带来安全隐患。从构造设计研发性能可靠、安装方便的连接方式，来降低预制梁柱节点域的设计、施工难度，具有重要意义。采用U型钢筋环扣连接，可以有效的解决梁柱节点钢筋碰撞的问题。该连接方式，由预制梁纵筋在梁端形成封闭的U型环扣，节点域环形封闭钢筋伸出与U型环扣搭接，插入短筋绑扎后形成钢筋连接。该连接节点思路同样可以用在主次梁连接、双向叠合板连接、双面叠合剪力连接节点上，提高施工安装的便利性。
3.4剪力墙设计方案优化要点
装配整体式剪力墙结构在进行剪力墙布置时，除了遵循传统剪力墙结构布置设计要点外，还应考虑预制装配的特点，确定合理的布置原则，并进行形状控制，以方便制作与施工。（1）剪力墙布置原则。①应遵循少规格、多组合的原则。②承重墙、柱等竖向构件宜上下连续。③门窗洞口宜上下对齐，成列布置。④宜大跨度大开间布置。⑤不宜采用转角窗布置等。（2）剪力墙布置形状控制。①高层剪力墙结构，边缘构件目前多采用现浇，宜布置成L形、T形等，这样可以使得墙身部分相对完整，有利于墙身拆分预制；避免在L形、T形等剪力墙中再加翼缘，导致墙身被拆成零碎的小段墙肢。②剪力墙布置时，需要对所预制剪力墙板进行尺寸标准化调整，使得所预制的剪力墙板尺寸尽可能统一，减少预制剪力墙板的规格，提高模具重复使用率。③当考虑采用填充墙预制时，外围周边的剪力墙在窗洞和门洞边需考虑退让，留设不小于200mm的填充墙垛，这样可以采用立面为口字形和门字形预制外墙，避免剪力墙暗柱预制。
3.5次梁布置优化设计
现浇结构次梁布置方案，一般比较自由，约束条件少，主要根据跨度、所托内隔墙位置按需要进行布置，但是在预制装配时，需要考虑适合装配安装的标准化设计。结构次梁布置方案直接决定了预制构件的标准化、连接接头的数量、施工安装的难易程度，对生产安装效率以及预制构件成本都有较大的影响。次梁布置比较适合采用单向双次梁、单向单次梁方案；而双向十字梁和双向井字梁则要尽可能避免采用。当采用预制预应力板方案时，标准跨还可以做到无此梁方案设计，构件数量可以大幅度减少，成本优势也较为明显。
结束语
基于将BIM技术应用于装配式混凝土结构深化设计中，将有效提高各专业之间的协同性，但当前我国结合BIM技术与装配式混凝土结构深化设计还较少，需进一步将两者相融合，促进建筑工业化的发展。
参考文献
[1]王飞鹏.基于BIM技术的装配式混凝土构件模块化设计研究[D].长安大学,2019.
[2]徐马云龙.BIM技术在装配整体式混凝土建筑深化设计中的应用[J].安徽建筑,2018,24(06):63+165.
[3]李亚萍,陈国平.BIM技术在装配式混凝土建筑结构设计中的应用及发展[J].混凝土,2018(06):121-123.
[4]张帅飞.基于BIM的装配式混凝土结构设计研究[D].西安科技大学,2018.
[5]许晓文.BIM技术在部分装配式框架结构拆分设计和施工中的应用[D].河北工业大学,2018.