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基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究梁启盈

发表时间：2021/7/1 来源：《建筑科技》2021年6月上作者：梁启盈

[导读] 随着我国社会主义市场经济的不断发展，建筑行业的施工规模也在不断扩大，而人民群众对建筑施工的相关要求也已经不再局限于安全和质量，施工技术也成为了社会各界所关注的焦点。

广东三穗建筑工程有限公司梁启盈

摘要：随着我国社会主义市场经济的不断发展，建筑行业的施工规模也在不断扩大，而人民群众对建筑施工的相关要求也已经不再局限于安全和质量，施工技术也成为了社会各界所关注的焦点。为了适应社会发展的根本要求，立足于BIM技术的基础上，改革传统装配式结构的设计与建造技术也已经提上了日程。因此，本文从建筑工程设计的角度出发，对我国建筑行业如何围绕BIM技术创设出更加科学可靠的结构设计形式和关键建造技术进行了深入的探究和分析。
关键词：BIM技术；装配式建筑；结构设计；建造技术；关键技术；研究分析
        1.BIM技术和装配式结构的基本概述
        1.1BIM技术的基本特点
        1.1.1BIM技术的可视化特点
        在传统的建筑工程施工中，工作人员往往只能依靠想象力来对建筑项目的各种构件及设计效果进行构想，同时由于施工图纸过于平面化，因此在施工过程中往往会因细节的处理不够直观而严重影响建筑的整体施工效果。而BIM技术则凭借其精准度极高的三维立体建筑模型较为直观的展示了建筑工程的各组成构件和工程预期成果。在减轻相关人员工作量的同时，大大提高了设计图纸的准确性，从根本上提高了建筑施工的整体质量。
        1.1.2BIM技术的协调性特点
        在工程项目的建设过程中，往往会由于建设单位、设计单位及施工单位三者的沟通不利而严重影响建筑施工的正常开展。尤其是当设计单位错误的理解了建设单位所提出的相关要求时，设计图纸的多次变更非常容易导致工程施工方向不明，既浪费金钱物力，又浪费人力精力。而BIM技术则大不一样，通过图设计图纸相关内容的整合，BIM技术能够对图纸中不合乎建设单位要求的地方进行预警，从而有效规避各类风险和问题的产生，并且在帮助相关人员完善图纸设计的同时，避免了施工三方之间矛盾的发生。
        1.1.3BIM技术的模拟性特点
        除了三维立体建筑模型之外，BIM技术还能够模拟工程施工中能够遇到的各类问题，并为施工场地周围所存在安全风险提供及时有效的应急方案。除此之外，BIM技术还可以对建筑工程的节能和热传导方案进行生动模拟，以帮助管理人员从多套方案计划中遴选出最经济合理的施工方案。
        1.2装配式结构的优势
        与传统的主流施工结构相比，装配式建筑结构具有以下三个优势：
        其一，推动了建筑行业内部发展的信息化和工业化水平。装配式结构作为一种新型建筑施工方式，与我国当代的工业化发展水平密切相关，其中尤其是对预制构件工厂而言，大大丰富了我国工厂的生产流水线。同时，装配式结构与现代高科技技术成果的结合密不可分，对建筑行业内部的科研工作也产生了深远的积极影响；
        其二，降低物料消耗，减少环境污染。在装配式结构的建设过程中，由于大部分操作都发生在工厂的车间里，因此最大程度的减少了建筑施工所产生的建筑垃圾，同时，工厂加工预制构件能够极大地降低资源的损耗率，从根本上节约了水、电及各种原材料资源能源；
        其三，装配式建筑能够保障工程质量，提高建筑的安全性能。装配式结构的预制构件在生产的过程中，必须要遵循相关的行业标准和国家规定，同时还有专业的监督管理部门来对其进行定期的取样抽检，因此对预制构件质量的把控力度极大，降低了因质量不过关而导致的各类安全风险发生的概率。

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        2.基于BIM技术的装配式结构设计的方法研究
        2.1基于BIM技术的装配式结构设计的基本思想
        在过去，装配式建筑结构主要是通过对传统建筑施工现浇部件的参考来进行相关预制构件的设计和生产，由于各建筑之间细节的差异性极大，因此并不能够形成专门的装配式结构流水线，严重制约了建筑行业工业化的发展水平。但是，立足于BIM技术的基础上，能够通过对装配式建筑过往经验的总结和具体数据信息的分析来改变工作思路，利用BIM平台设计出满足多种装配式建筑需求的预制构件种类，在保障其通用性的同时，降低工程施工的成本。
        2.2基于BIM技术的装配式结构设计的基本方法
        前文已经提到，传统的装配式结构在设计的过程中过于呆板，因此很难满足现代化建筑项目施工的工作要求。所以，为了适应当前我国社会对工业化和信息化的目标追求，首先，就需要相关部门能够明确BIM技术在装配式结构发展过程中的重要性；其次，在装配式结构设计工作不断完善和创新的过程中，建立符合我国建筑行业基本规定的预制构件数据库，从而保证相关构件在后续的装配过程中能够满足通用性原则；最后，根据数据库建立出规范合理的BIM三维模型，并在不断的实验过程中，对其进行调整和优化。
        其中装配式结构设计需满足三个基本条件：
        其一，保证不同种类预制构件的标准化和通用化；
        其二，保证BIM三维模型的精确度；
        其三，要及时对已经生产出来的预制构件模型进行质量检查。
        3.基于BIM技术的装配式结构建造关键技术的相关研究
        3.1基于BIM技术的装配式结构预制件库的建立
        在装配式结构设计中，应用BIM技术的主要目的是实现对行业内部资源的整合利用和合理配置，从而统一行业预制构件的相关标准，以保证相关信息的共享。而在装配式结构建造的过程中，则要求相关部门创建出相应的预制件库，只有在建筑行业内部形成统一的工厂生产流水线，才能够最大程度降低各单位在装配式结构的使用过程中所花费的成本支出。
为了更好的发挥出该数据库的积极作用，首先，就要求其能够根据我国装配式结构中对各类预制构件所使用的实际情况进行分类归纳，将通用性较强的构件纳入库中，以便后期形成统一的行业标准；其次，入库的所有预制构件为了避免相关人员在使用的过程中产生混淆，需对其进行独立编码；最后，针对即将入库的预制构件，审核人员需对其进行最后的检查，从而保证该构件的相关数据和信息的精确性。
        3.2基于BIM技术的装配式结构预制件库的应用
        在提高装配式结构建造关键技术的过程中，相关人员要从三方面增强对预制件库的应用水平：
        其一，要根据建设单位所提出的具体施工要求来确定相应的装配式结构体系，利用BIM技术完成三维立体模型的设计；
        其二，在对装配式结构的预制构件进行结构分解的过程中，必须遵循预制件库中所标明的构件使用标准，并及时对上一步的三维立体模型进行复核回扫，保证其的精确程度；
        其三，如果个别预制件不满足设计要求，就需要工作人员重新进行BIM设计，从而避免发生因设计方案的偏离而导致的工程造价成本过高等现象。
        结语：
        在现代化社会中，建筑行业整体设计水平和建造水平的提升离不开对BIM技术的应用。尤其是在装配式建筑的发展过程中，BIM技术凭借其对施工流程、设计图纸及具体施工要求的详细掌握，充分发挥出了装配式建筑在建筑领域的精度优势和设计优势。而如今，在建筑工业化的大环境背景的影响下，装配式建筑已经走进了千家万户，相信在不远的将来，随着BIM技术对装配式结构设计与建造关键技术的更深层次运用和改革，必将实现我国建筑行业智慧化、科技化以及技术化的三大发展目标。
参考文献：
[1]黄皓.装配式结构在结构模型设计与制作课程教学改革中的探索与实践[J].教育教学论坛,2020(25):377-378.
[2]马淮亮. 基于BIM技术的装配式框架结构族库的设计研究与应用[D].扬州大学,2019.
[3]甘雨平. BIM可视化技术在装配式结构设计、施工中的应用研究[D].西南科技大学,2017.