马晓同 曹圣 黄焜
中国华冶科工集团有限公司 北京市 100000
摘要：目前，中国的现代化进程已取得了长足进步，城市化建设的步伐也在加快。城市发展创造了许多就业机会，改善了城镇居民的生活条件。在这样的背景下，建筑工程设计师需要结合当前的科学技术水平不断优化装配式建筑设计，满足人们对建筑外观、舒适性、功能性的需求。在装配式建筑设计优化的过程中，建筑设计师务必以确保装配式建筑的质量为设计前提，满足人们的需求，促进建筑业的发展。
关键词：BIM技术；装配式；建筑设计；应用
1装配式结构选型
1.1预制构件及性能
装配式建筑结构构件主要包括预制柱、叠合梁、预制墙板、叠合楼板;非结构构件主要包括外挂墙板、预制阳台、预制空调板等，结构构件与非结构构件都可采用预制装配式。如灌浆套筒预制柱是典型的装配式结构构件，具有以下优点:(1)预制柱浇捣密实，不空鼓、不开裂，表面平整美观，生产效率高、质量好。试验证明在装配式剪力墙中，可通过灌浆套筒法连接竖向钢筋，并通过计算试件的承载力证明该连接方法可行];(2)机械化程度较高;(3)可控制预制构件养护温度，减少预制构件裂缝和预制构件养护时间;(4)节省支模、拆模时间，现浇混凝土施工受温度影响较大，而预制柱在低温时依然可以施工，受季节影响小。非结构构件中，外墙板如采用预制装配技术，可实现墙体结构、保温、装饰一体化，墙体本身的保温能力、防水能力、环保能力都强于砌筑式外墙和现浇外墙。
1.2预制构件选型
由于建筑预制构件对模具周转效率要求较高，且很多构件为异形，因此对混凝土性能要求高。以目前施工和检测水平，预制横向构件比预制竖向构件更安全，剪力墙、框架柱等竖向构件宜采用现浇形式，保证竖向体系整体连接;楼盖、梁等横向构件宜采用预制装配式，叠合板可运用BIM技术进行精确拆分，只要满足模数要求便可在工厂中批量生产，通过脱模、吊装在现场组装即可。
2BIM技术的特点
2.1模拟性及执行性
BIM技术的设计和实现通常用于设计领域。例如，可以使用BIM技术查看建筑物的传递方式。在实际设计中，设计人员通过规划决策，确保管理人员可以通过BIM技术了解建筑物的进度。
2.2项目的可视化
BIM技术具有可视化特点，它是所见即所得的形式。近年来，依靠单纯的施工图纸以及人们的想象力已经不能完成大型建筑的设计，BIM的可视化技术通过创建动画或者一系列图像将设计以立体形式表现出来，从而为客户展示更加直观的设计方案。这样不仅可以提升工作效率，还可以吸引客户，提高业务单量。在具体制定建筑计划时，依据方案图纸与各个部分进行沟通和决策，最终完成改善工作效率的目标。
3加强装配式建筑设计优化
本项目采用PKPMBIM平台及基于此平台开发的PKPM-PC软件进行装配式建筑的一体化设计，项目分为两个重要的设计节点，分别为施工图设计和深化设计。以结构专业为例，该项目采用一体化设计的整体工作流程。下文将针对一体化设计流程中各关键步骤展开详细介绍并展示应用成果。
3.1施工图设计
装配式建筑的施工图设计要求与传统现浇建筑不尽相同，在前期需要完成拆分方案的布置以及装配式指标的统计;结构计算分析时按照等同现浇原则进行设计，但需注意预制构件间接缝的验算以及构件短暂工况的设计;施工图纸输出时要明确体现预制构件的拆分结果以及典型构件做法。此外，考虑后续生产以及施工因素的影响，部分专业需要前置配合进行协同设计。
3.2叠合板拆分及深化设计
叠合板分为现浇与预制部分，总板一般取130mm厚，包括60mm厚工厂预制部分和70mm厚现场浇筑部分。叠合板分单向板与双向板，双向叠合板受运输限制，需将双向板划分成若干单向板，通过后浇带连接，将单向板拼接成双向板。
实际拆分过程中，先确定后浇带宽度(一般>200mm)，可不拆分尺寸较小的板，拆分尺寸较大的板时以边板为主，可增加中板。拆分时应考虑叠合板支承于梁或墙上的尺寸，一般为10mm。整层楼盖的拆分应尽量减少叠合板尺寸类型，以便较少工厂模板数量，最后根据规范给每块叠合板编号。
3.3抗震功能及桩基础优化设计
房屋结构抗震功能的优化十分重要。在建造房屋之前，有必要记录地形并了解当地情况，然后在实际建造中使用具有减震功能的钢筋混凝土材料。任何建筑物的建造都需要一个桩基础，通过支柱将负荷传递到地面，帮助房屋承受重量。具有桩基础的房屋建设安全性比没有桩基础的房屋安全性高得多。通常，桩基础分为两种：预制桩和现场浇筑桩。在设计建筑物之前，必须评估用于建造房屋的载荷和周围的地理条件，选择合适的桩基础。
3.4机电预留预埋配合
装配式预制构件需要提前在工厂进行生产，前文所述构件加工图纸应满足全专业设计要求，因此在深化设计阶段需要解决机电提资配合问题。采用BIM技术可以有效提高专业间协同工作的效率，同时确保提资信息的唯一性和准确性。在PKPM-PC程序中，通过建立机电专业模型，并向结构专业提交开洞、预埋提资条件，由结构工程师统一确认后，可自动生成预留孔洞和预埋线盒、线管等信息。通过上述方法，可以高效地实现多专业之间的协同设计工作，这也是BIM技术带来的优势之一。
3.5吊装及三维钢筋碰撞模拟
进行三维钢筋碰撞检查时，GS-Revit软件可提供可视化检验，在碰撞检查模块对话框输入碰撞容差，然后框选某片区域，碰撞钢筋将被标为红色，应手动调整钢筋至合理位置。传统多专业协作多在AutoCAD软件中展开，各专业设计人员相对独立地设计施工图，且各专业间需多次修改核对才能保证图纸质量，易出现因信息传递不准确或细节问题降低设计质量的问题。
3.6BIM技术在装配式建筑设计中的应用展望
人为的创造力对装配式建筑的设计具有积极的影响，将BIM技术融入装配式建筑形式中，不仅可以帮助设计师减轻工作压力，缩短工时，还可以促进美术教育的发展。借助BIM技术，可以帮助学生学习装配式建筑和设计知识。装配式建筑表现形式多种多样，它们会随着时间而改变，但是装配式建筑的本质不会改变。装配式建筑的发展对建筑设计质量整体提高有着至关重要的作用。在装配式建筑设计中，BIM技术的使用离不开人类的参与和领导。BIM技术算法具有突出优势，在装配式建筑领域得到了广泛的应用。但是，BIM技术虽然可以帮助人们完成设计工作的一部分，但是可能无法完全抵消人们的思维和分析能力。BIM技术可以在很短的时间内完成大量数据分析，可以解决设计过程中耗时耗力问题，但无法分析人们丰富的思想和感情，因此BIM技术对于装配式建筑设计的发展仍然具有很大缺陷。从BIM技术在装配式建筑应用过程中，我们可以看到，BIM技术无法完全获得高级类别的智能化和情感智能，这导致了装配式建筑设计中的BIM技术无法完全代表人脑。
结论
相关负责人应当确保此类技术可以在施工过程中发挥重要作用，并确保完成施工项目，达到把控建筑质量和提高管理效率的目标。
参考文献：
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