論BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/李青山 大連都市發(fā)展設(shè)計(jì)有限公司 遼寧大連 116000

BIM建筑信息模型技術(shù)的英文全稱為Building Information Modeling，簡稱BIM技術(shù)，是指施工企業(yè)、建設(shè)單位和設(shè)計(jì)公司及各部門管理人員將工程項(xiàng)目的相關(guān)信息數(shù)據(jù)輸入可視化三維動態(tài)信息模型，以降低工程成本，節(jié)約能源和建筑材料，推動建筑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。BIM建筑信息模型技術(shù)應(yīng)具有上述優(yōu)勢，被廣泛使用在建筑工程設(shè)計(jì)與施工管理中。

1、BIM建筑信息模型技術(shù)綜述

在建筑工程項(xiàng)目中采用BIM建筑信息模型技術(shù)，能夠?qū)⒐こ添?xiàng)目的全部施工流程和施工環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，便于施工部門協(xié)調(diào)分工、合理安排施工順序，保證施工任務(wù)按期完成，避免施工工期的延誤。

在過去，施工企業(yè)將設(shè)計(jì)公司的可視化三維動態(tài)信息模型制作成二維平面圖紙，分發(fā)給施工部門及施工人員。在采用了BIM建筑信息模型技術(shù)后，施工部門及施工管理者能夠直接觀看動態(tài)、三維、可視化的工程模型，保證了施工方案制定科學(xué)和精確，施工工藝應(yīng)用合理。

BIM建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用，還便于施工企業(yè)、建設(shè)單位和設(shè)計(jì)公司中不同部門的人員和專家集中協(xié)商討論，對設(shè)計(jì)圖紙上不合理的問題或者錯誤的地方，進(jìn)行審核或者糾正，保證建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和正確無誤。

2、BIM建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 BIM建筑信息模型技術(shù)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析

采用BIM建筑信息模型技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員借助專業(yè)接口和計(jì)算機(jī)軟件，導(dǎo)入生成Revit三維模型；在三維模型中，分析建筑結(jié)構(gòu)特征及受力情況。

2.2 BIM建筑信息模型技術(shù)下的參數(shù)設(shè)計(jì)

采用BIM建筑信息模型技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑工程項(xiàng)目具體施工情況，針對裝配式建筑設(shè)計(jì)中容易產(chǎn)生的缺陷和問題，優(yōu)化合計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理科學(xué)地確定建筑構(gòu)件的規(guī)格尺寸，完成構(gòu)件參數(shù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員用將構(gòu)件參數(shù)輸入BIM建筑信息模型，對參數(shù)制定的合理性進(jìn)行驗(yàn)證和分析，一方面要實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本，增加工程項(xiàng)目利潤收益的目標(biāo)，另一方面要遵守國家施工規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)與要求，保證裝配式建筑工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)預(yù)定的施工工期，利用BIM建筑信息模型技術(shù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，縮小數(shù)值誤差，避免施工工期的延誤。

2.3 BIM建筑信息模型技術(shù)下的預(yù)埋件布置

一般裝配式工程實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用BIM建筑信息模型技術(shù)分析并計(jì)算出預(yù)埋件的規(guī)格尺寸等參數(shù)數(shù)值，結(jié)合具體工程施工情況和裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工特征，確定埋件的位置、形狀，保證施工質(zhì)量。

設(shè)計(jì)師可參照實(shí)際設(shè)計(jì)需求調(diào)整對應(yīng)位置，并結(jié)合工程概況調(diào)整鋼板高度、預(yù)制柱與墻體連接參數(shù)，將參數(shù)關(guān)聯(lián)設(shè)置為全局參數(shù)，由此，確保柱體連接構(gòu)件的合理性。梁上吊鉤可以對Dynamo中的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)用和平移來構(gòu)建吊鉤形狀多段線，進(jìn)而增強(qiáng)吊鉤連接梁體點(diǎn)位的準(zhǔn)確性，優(yōu)化梁上吊鉤布置。

2.4 BIM建筑信息模型技術(shù)下的鋼筋配置設(shè)計(jì)

在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段，可參照構(gòu)件中鋼筋的構(gòu)造要求與拆分原則，完善鋼筋布置的基本流程，然后通過二次調(diào)用，確保鋼筋基礎(chǔ)參數(shù)符合實(shí)際需求。本文以預(yù)制梁為例，著重分析鋼筋的布置規(guī)則，具體內(nèi)容如下所述：①在施工過程中，針對后澆段施工作業(yè)要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確?？v筋斷開的合理性，并預(yù)留一定長度的后澆段，確保其滿足套筒安裝的實(shí)際需求；②在梁端準(zhǔn)確劃分定箍筋加密設(shè)置區(qū)范圍，并將其余部分作為非加密區(qū)，確保箍筋數(shù)量滿足實(shí)際需求，箍筋間距與縱筋斷開位置符合標(biāo)準(zhǔn)要求。之后，通過高效應(yīng)用BIM技術(shù)來完成箍筋與梁縱筋的配置。

2.5 BIM建筑信息模型技術(shù)下的構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)

在制定施工規(guī)劃設(shè)計(jì)圖紙時，由于BIM建筑模型中的樓板、墻體等基礎(chǔ)構(gòu)件屬于有機(jī)結(jié)合體，因此在設(shè)計(jì)過程中，需嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)要求，將模型拆分成由各個工廠獨(dú)立生產(chǎn)的建筑構(gòu)件，然后按照預(yù)先制定的圖紙加工整合。在應(yīng)用BIM技術(shù)時，要嚴(yán)格遵守工廠的生產(chǎn)加工要求與統(tǒng)一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則合理拆分構(gòu)件，確保拆分工藝多套組合，盡可能統(tǒng)一規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。一方面，滿足工程的實(shí)際需求，另一方面，提高工廠的生產(chǎn)效率。預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)至裝配建筑施工現(xiàn)場后，要進(jìn)行臨場裝配設(shè)計(jì)。在明確BIM構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)基本原則后，構(gòu)建深化的立體建筑模型，且按照基本要求將完整的建筑構(gòu)件拆分成各個工廠可直接加工生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，進(jìn)而高效完成預(yù)制構(gòu)件裝配與鋼筋配置等基礎(chǔ)工作。BIM的拆分設(shè)計(jì)可以更加全面且直觀的表達(dá)各個基礎(chǔ)構(gòu)件的連接關(guān)系，完善拆分設(shè)計(jì)，以減小二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的盲點(diǎn)，降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤差出現(xiàn)的概率，確保模型轉(zhuǎn)化過程中數(shù)據(jù)信息的完整性與準(zhǔn)確性，并在裝配式建筑設(shè)計(jì)安裝領(lǐng)域發(fā)揮出優(yōu)勢價值。

3、BIM建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用案例

以某地公租房建設(shè)項(xiàng)目為例，經(jīng)專業(yè)測量可知，該工程占地面積達(dá)到20萬平方米，地上部門共20層，地下2層，屬于商住混合項(xiàng)目。該工程主體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部裝飾裝修采取BIM技術(shù)與裝配式產(chǎn)業(yè)化協(xié)調(diào)運(yùn)用的模式，強(qiáng)化房屋建筑質(zhì)量。

3.1 構(gòu)件戶型產(chǎn)品庫

基于BIM技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建戶型產(chǎn)品庫。該工程項(xiàng)目戶型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)主要包括樓棟基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、公共空間基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、戶型基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)、各功能空間基本形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn)等。

3.2 構(gòu)件部品庫

基于BIM技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建部品庫。該工程項(xiàng)目以BIM建筑模型為基礎(chǔ)，拆分細(xì)化盥洗室、收納隔墻、基礎(chǔ)配套設(shè)施等內(nèi)裝部品，構(gòu)建與拆分模型動態(tài)鏈接的二維圖紙，并將成品部品運(yùn)送至裝配施工現(xiàn)場。

3.3 拆分裝配式構(gòu)件

該工程采用預(yù)制構(gòu)件裝配式結(jié)構(gòu)打造加強(qiáng)區(qū)結(jié)構(gòu)。經(jīng)粗略估計(jì)，該工程標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)構(gòu)件的PC率達(dá)到50%。其中，陽臺板為3.54立方米，疊合樓板預(yù)制樓梯板與外墻板分別為25.3立方米和46.4立方米。

結(jié)論：

總而言之，設(shè)計(jì)人員應(yīng)妥善利用BIM建筑信息模型技術(shù)，結(jié)合裝配式建筑工程實(shí)際情況，優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證裝配式建筑的結(jié)構(gòu)合理，施工工期按時完成，為工程增加利潤收益。