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装配式建筑结构设计中BIM技术的应用研究马玉强

发表时间：2021/4/15 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：马玉强

[导读] 我国社会经济日新月异的发展,从而带动建筑行业的快速发展，随之建筑工程的建设规模不断扩大，装配式建筑能对以往建筑行业中能源消耗大、施工工期长以及污染成都高等问题进行有效控制，减轻建筑对四周环境的影响，所以得以了广泛的应用。。

安徽省建设监理有限公司马玉强 230022

摘要：我国社会经济日新月异的发展,从而带动建筑行业的快速发展，随之建筑工程的建设规模不断扩大，装配式建筑能对以往建筑行业中能源消耗大、施工工期长以及污染成都高等问题进行有效控制，减轻建筑对四周环境的影响，所以得以了广泛的应用。但在实际的设计与施工中，存在精确度不高、重复利用率低等问题，若是不能够有效地解决这些问题，就会严重影响工程建设质量与效率，在装配式建筑设计与施工中应用BIM技术能构建精准的模型，对实际情况进行模拟，就能大大提升施工进度与质量，推动建筑行业的高水平发展。鉴于此，对BIM技术的装配式建筑设计与施工进行研究。
关键词：BIM技术；装配式建筑；设计
        引言
        进入21世纪开始，随着我国综合国力的不断提高，人民生活越来越富足，对交通等基础设施及住房的要求也越来越高，我国基础建设及房地产行业得到快速发展，对建筑行业的要求也越来越高。随着建筑行业不断地发展，传统建筑施工管理制度不够完善，施工过程中劳动力需求大，人力因素占主导位置，效率较低，资源浪费严重等缺点越来越突出，已成为发展的制约因素。随着科技的不断进步及工业化生产的全面发展，装配式建筑因工业化制造，安装效率高，节约人力成本等优点受到了重视，BIM作为可以全程参与设计施工及后期管理的全过程软件，因其集成属性，能够将建筑前期设计，建设过程中结构、质量、售价、材料等各方面信息进行同时收集和整理，用于后期运营管理，故装配式与BIM结合的建筑工程已成为现在建筑行业的主要趋势。
        1BIM技术在装配式建筑设计与建造领域的应用价值与优势
        BIM技术又被称为建筑信息模型技术，该技术依托数字仿真虚拟化系统为基础，针对具体的建筑项目设计需求，将其中相关的数据信息、设备性能参数等进行处理，通过一系列的收集、整理、加工、分析、合成环节后，构建起完善的三维建模系统，将建筑物的实际效果高度还原出来。BIM技术在装配式建筑设计与建造领域就要具备以下几个方面的优势与应用价值：（1）提高设计效率。相较于传统工程设计，设计人员需要开展许多诸如工程信息采集、数据分析和参数计算等具有高重复性、基础性的工作，以及各项设计参数、相关施工规范的对照分析等工作，利用BIM技术的装配式建筑设计仅需要工作人员将相关的工程信息和设计标准导入软件，就可实现在短时间内设计出切实可行的方案，并找出方案中存在的具体错漏碰问题，代替了人工绘图和数据采集等设计工作。（2）推动模型可视化与仿真化发展。BIM技术具有出色的可视化和仿真化特点。作为一项复杂的建筑结构设计项目，通常只有专业的工作人员才能理解相关专业术语和信息，但实际展示中还要向非专业团队展示建筑结构设计成果，因此设计人员可利用BIM技术将设计转化为可视化的结构模型，确保建筑团队的工作人员更清楚的了解工程师的意图。（3）提升建筑行业的专业化水平。BIM技术可以通过建立可视化、模拟性较高的建筑模型来对真题项目进行合理的规划预测，并调配物质的运用和安排。利用BIM技术可以进一步改善装配式建筑项目的设计过程中出现的科学技术问题。可以说，在装配式建筑设计中应用BIM技术能够充分实现信息化与工业化的有机结合，既大幅提升了装配式建筑的科学性和专业化水平，同时也提高了建筑行业的完善程度和智能化建设。
        2装配式建筑结构设计中BIM技术的应用
        2.1BIM软件协同检查
        BIM软件进行装配式建筑的检查需要多个方面同时进行，因此可能在输入信息的情况下发生不同的碰撞。首先是组装预制构件，在构件的组装过程也能够中可能会出现构件拐角或者标高变化的拼接不协调或者冲突的问题。

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在构件中预埋埋件可能会影响到钢筋的位置，后续的机电管道和埋件需要对预制构件上的预埋进行考虑，避免现场开槽。预制墙板上下构件的套筒进行灌浆连接时，需要对位置进行核对，避免错位。在深化设计中，设计出图的内容主要为每个构件的深化设计出图，因此范围较小，复杂程度和达到国家标准的程度都较低。但是出图需要综合反映建筑、结构以及机电等信息，保证图纸的深度，因此以外墙板为例，1个构件需要至少三张图纸才能够反映。首先是需要模板图，反映预制构件的尺寸、预留孔洞位置以及构件总体消息，包括正视图、左右视图、顶视图和底视图。其次是配筋图，包括预制构件结构配筋的相关信息，包含配筋图、剖面图和钢筋三维图、钢筋明细表。还有保温连接件的正视图、剖面图和保温连接件的统计表。
        2.2构件管控工作中BIM技术的应用
        建筑工程中混凝土构件的质量对工程整体质量有重要影响，关系到整个工程的安全性，根据相应《指导意见》的要求应保证装配式建筑工程的生产和质量安全。BIM技术以及RFID技术在装配式建筑中的应用起到至关重要的作用。RFID技术为无线电频率识别技术，通过对该技术进行应用，可以使工程构件的各方面信息及时有效地传递，通过BIM技术对各项相关信息进行整合，使装配式工程各部位构件的质量和进度得到及时有效的控制，有利于相关工作人员对构件的生产、运输、储存、安装等各个过程进行及时追溯。在装配式建筑的施工过程中，预制构件的储存状况会在一定程度上影响构件的质量和转配效率，通过RFID和BIM两项技术的结合，施工人员可以由构件出厂之后开始，对构件的存放环境及存放位置进行合理选择，可以有效缩短构件运输距离，从而提升施工效率和降低人员工作强度。以此技术为基础，在施工过程中，工作人员可以将构件的名称、规格以及安装位置等信息，全部使用RFID标签进行记录，并使用BIM技术对其安装位置的合理性进行判断，若发现问题，可以及时有效地采取合理的措施进行处理。
        2.3用钢量设计
        钢筋的分布以及使用是保证建筑质量的前提和基础，在对工程钢筋创建中，需要明确的了解钢筋分布的位置以及使用数量的控制。在安装过程中，需要使用BIM技术来对建筑整体进行三维模型构建，准确了解钢筋的具体分布，尤其是在梁跨、梁端方面，如果发现钢筋使用的数量较少，或者安装位置与设计图纸有异，需要第一时间进行处理，防止因为梁跨、梁端不稳导致房屋出现裂缝、倒塌的情况出现。同时还需要及时的调用二次开发程序，对于建筑内的钢筋参数信息进行完善，与最初的设计图纸保持一致，保证建筑的稳定性。
        2.4埋件布置设计
        由于埋件的布置方式较为复杂，并且数量较多，在设计时需要对其进行细致分析，设置好每个埋件的具体位置。利用BIM技术能够对埋件进行预埋处理，使用模型将预埋方案展现出来，使埋件布置设计的效率得到有效提高。通过BIM技术对信息的识别和分析，能够合理地选择埋件的内嵌组和吊钩形状。结合实际的墙体建筑对梁结构的大小和形状进行设计，使梁结构的参数与建筑预留洞口的设计更加相符，避免开洞不良导致墙面结构被破坏，有效地提高梁结构设计的质量和准确度。
        结语
        BIM技术在装配式建筑安装中的应用解决了早期装配式建筑普遍存在的装配效率低、装配质量差等一系列问题，同时，利用BIM技术的优势，可实现装配式建筑安装逻辑的优化，使建筑安装过程更加科学、高效，缩短施工周期，减少建造成本。在现代建筑领域，BIM技术与装配式建筑的融合将进一步推动装配式建筑在现代建筑行业的应用，促进现代建筑行业的发展。
参考文献
[1]蔡志文.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].江西建材，2020（07）：38-39.
[2]杨红娟，李娜，孙岳俊.BIM技术在装配式建筑设计中的有效应用[J].建材与装饰，2020（18）：31-33.