BIM技术在装配式建筑设计中的应用探讨 池晓峰

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:池晓峰1 刘刚2
[导读] 摘要:装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态,凭借BIM技术的应用,可以根据建筑设计要求,在短时间内完成建筑结构部件的集中生产,并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。
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        摘要:装配式建筑的出现改变了传统建筑技术形态,凭借BIM技术的应用,可以根据建筑设计要求,在短时间内完成建筑结构部件的集中生产,并将建筑结构部件运输至现场进行快速装配。从实际效果来看,装配式建筑使传统建筑的工期明显缩短,且建筑成本大大降低,这也为装配式建筑的推广应用奠定了基础。其中,作为装配式建筑的核心技术,BIM技术在装配式建筑安装中同样有着广泛的应用。
        关键词:BIM技术;装配式建筑设计;应用探讨
        引言
        现阶段,随着我国城市化进程的不断加快,建筑业得到了迅猛提升,进而我国针对建筑行业提出一系列要求,并做出相应指示。在建筑工程中,需不断提高装配式建筑工程整体水平,深化建筑设计,并采用BIM技术对装配式建筑进行合理的规划设计,以此实现信息化管理。同时,加强该技术的应用,可有效对建筑的整体进行充分的把握,合理选用建筑构件,继而提高建筑设计的精度。
        1.相关理论概述
        信息技术的飞速发展推动着建筑行业不断深入发展,进而造就了建筑规模不断扩大。装配式建筑的利用有效地缓解了传统建筑工艺中建筑周期长、环境污染严重以及资源消耗过大等缺陷,促进建筑工程的高效稳定进行,因此在目前的建筑设计中得以广泛应用。然而在实际的应用过程中,装配式建筑往往存在装配精度不理想,资源的重复利用率低下等问题,导致建筑工程的质量与施工效率难以达到预定的期望。通过在装配式建筑中运用建筑信息模型(BIM)技术,在建筑设计阶段对建筑物进行模拟与检测,能够提升整个建筑工程的施工进度,保障施工质量,并且延长建筑物的使用寿命,促进建造领域高水平稳定发展。
        2.BIM技术在装配式建筑设计中的运用
        2.1规划阶段
        项目规划是建设项目顺利实施的前提,故在规划阶段需要明确以下目标。项目策划。随着大型项目越来越多,项目的结构形式、建设规模、设计单位等诸多因素的不确定性,对各专业及不同单位提出更高的要求,同时建设项目更加强调全生命周期的管理,建设项目的投资决策、勘察设计、构件生产、现场施工等都是基于BIM信息的,所以根据项目自身的特点确定项目实施的目标,以目标为导向,做好项目BIM策划,规范项目实施中会出现的影响项目进程和成果的因素,保证项目顺利推进。
        2.2协助构件拆分工作
        在构件的拆分过程中,也需采用BIM技术。在模型应用的基础上,需对其内部的构件进行合理拆分,有利于确保建筑工程的连贯性,可以有效保证数据信息的完整性。同时,在构件拆分的过程中,有利于设计人员对建筑整体构件之间存在的关系进行充分掌握,有助于对各个节点进行全面观察。在实际的拆分过程中,需减少构件的数量,由于装配式建筑的构件相对复杂,在加工过程中,产生的成本相对较高。因此,需将构件进行不断的优化。例如,在叠合板拆分的过程中,设计人员需结合板宽的不同情况,并利用BIM技术能够快速了解其具体的数量以及相关的数据。根据实际情况对板宽进行合理的调整,以此减少构件的类型。
        2.3核算工程总量与调配人力资源
        建筑工程施工的核心诉求是实现利润增长,获取经济利益。然而现阶段在EPC工程总承包模式的持续发展下,建筑工程施工的利润空间正在逐步减少,施工进度需要精细化测算。同时由于目前单一的工程项目规模越来越大,工程总量不断增长,项目施工的周期也越来越长,因此在建筑工程项目中需要精确地核算工程重量,以保障装配式建筑工程的经济效益。

BIM技术应用于装配式建筑设计中,能够良好地通过现存的资料信息计算实际的工程总量,同时得出科学准确的核算结果,为施工进度的保障提供全面的数据支撑,并且能够通过设计预留空间应对项目施工过程中所遇到的突发状况,提升整个装配式建筑工程的抗风险能力。此外,由于大型工程项目所涉及的人力物力相对复杂,需要良好的人力资源调配模式对整个装配式建筑工程项目进行统筹管理,统一调配,才能最大限度地节省项目施工周期,扩大装配式建筑工程效益。BIM技术可以采集项目施工中的人力物力信息,精细化管理整体施工过程中的不同环节人力应用数量,不同岗位的操作能力要求等等,进行科学的规划调配。
        2.4预制构件深化设计及校验
        由于装配式建筑的特点,BIM模型整体拆分界面不明确,单一预制构件族设计完成后,在模型组装的过程中容易出现构件拼装碰撞,尤其是构件外露的钢筋在墙板、梁柱交界处,极易产生钢筋的位置冲突,此外灌浆套筒和连接钢筋也容易产生错位,同时预制构件设计过程中机电管道洞口未预留,使得水暖电部件和预制构件发生冲突,需要现场重新开槽开洞进行安装,影响施工进度。为避免出现上述问题,在本项目中将Revit创建的模型导入到PKPM-BIM协同设计平台,采用PKPM-PC拆分模块对模型进行三维拆分,拆分过程中同时考虑运输尺寸,吊装的重量,以及装配的模数化,匹配工厂和构件库中现有的构件。当墙、板、柱和楼梯等预制构件完成拆分后,将预制构件进行三维预拼装,最后将拼装后的模型整合到Navisworks平台,进行碰撞检测,施工模拟,提前发现施工过程中可能出现的冲突问题,从而深化调整,最终将优化的预制构件通过软件PKPM-PC导出加工详图和材料统计表,将BIM模型深化数据信息提供给构件厂智能化加工,提高装配式建造效率。
        2.5构件设计制造与埋件设计布置
        随着BIM技术在装配式建筑中的广泛应用,越来越多的建筑模型被上传到BIM数据库中,其中也包括构件与埋件的设计制造与布置,建筑设计师可以方便地对这些信息进行调用分析,极大地提高了设计效率,保障了设计方案的完整性。构件设计制造是整个装配式建筑设计的关键,在预制构件实际的制造过程中,制造厂商需要与装配式建筑施工团队仔细核对构件参数,降低构件的制造误差,保障构件能够正常的投入使用。通过BIM技术可以将整个装配式建筑的预制构件尺寸、材质及其制造数量统一提供给制造厂商,并且能够通过数据分析建设构件的浪费。制造厂商通过统一的参数能够保障构件的制造更加稳定,并且缩短制造周期,高效地投入使用,降低时间成本以及误差损失。埋件的布置关系到整体装配式建筑的稳定性,因此埋件设计需要细致并且全面,保障每个埋件的位置都能发挥出其该有的功效。通过BIM技术的运用,可以通过软件对买家设计布置进行模拟预埋处理,通过模型分析埋件布局的合理性,提升埋件设计布置的高效性。通过运用BIM技术的信息分析特性,能够有效地优化埋件布局架构,有机结合装配式建筑墙体结构设计梁结构,促进梁结构与墙体开洞能够协调统一,降低因为错误开洞而导致的墙体破坏,提升整个装配式建筑质量。
        3.结束语
        综上所述,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,最终促进现代建筑行业的发展。
        参考文献:
        [1]易赟.BIM技术在装配式建筑设计中的应用[J].地产,2019(15):40.
        [2]张硕,陆萍.BIM技术在装配式建筑设计中的应用研究[J].风景名胜,2019(08):139-140.
        [3]张丁.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实施[J].门窗,2019(14):143.
        [4]严伟伟.探讨BIM技术在装配式建筑设计中的应用实施[J].地产,2019(14):40+42.
        [5]陈勇,基于BIM技术的装配式建筑设计与技术应用示范工程.辽宁省,中国建筑东北设计研究院有限公司,2019-07-03.
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