徐馬云龍 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

0 前言

隨著我國(guó)建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型，裝配整體式建筑得到大力發(fā)展，BIM技術(shù)以其信息集成化、設(shè)計(jì)工作過程的傳遞性、對(duì)專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的充分支撐等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于裝配整體式建筑的設(shè)計(jì)、施工、裝配、管理、使用維護(hù)等各階段，BIM技術(shù)貫穿建筑建造的全過程。利用BIM技術(shù)對(duì)裝配整體式建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，建立裝配整體式建筑信息模型，結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，將預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行合理的布置，完成構(gòu)件通用化、模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、協(xié)調(diào)化等設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)內(nèi)各專業(yè)、各階段間的協(xié)同工作能力的提升，從而完成建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1 BIM技術(shù)與裝配整體式建筑

1.1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)述

BIM，全名 Building Information Modeling，通過建模軟件將建筑的各項(xiàng)相關(guān)信息、數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，構(gòu)建所有建筑構(gòu)件的三維信息模型。同時(shí)BIM不僅僅是將各項(xiàng)建筑數(shù)字信息集成在同一模型中，而是能夠基于建筑信息模型對(duì)目標(biāo)建筑設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行模擬、整合、協(xié)調(diào)、檢查等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)施工的科學(xué)管理等工作內(nèi)容。

1.2 裝配整體式建筑

裝配整體式混凝土建筑是由預(yù)制構(gòu)件通過可靠的方式進(jìn)行連接并與現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土、水泥基灌漿料形成整體的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。裝配整體式混凝土建筑今后將是房地產(chǎn)和建筑業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)，全國(guó)范圍內(nèi)的高等院校、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工企業(yè)都將圍繞裝配整體式建筑及BIM技術(shù)展開相關(guān)的研究與實(shí)踐工作。

圖1 合肥某項(xiàng)目的單體建筑的BIM模型

2 裝配整體式混凝土建筑設(shè)計(jì)方法

2.1 常規(guī)的設(shè)計(jì)方法

目前常規(guī)的設(shè)計(jì)方法是基于等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)概念。首先確定結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析，水電暖專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，完成建筑的施工圖設(shè)計(jì)。在施工圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的布置、預(yù)制構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)等專項(xiàng)設(shè)計(jì)工作。最后展開預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)工作。

在此設(shè)計(jì)過程中，涉及多專業(yè)的協(xié)同工作，在建筑規(guī)劃方案階段即需考慮預(yù)制構(gòu)件的布置、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等問題，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝都提出了較高的要求。

2.2 基于BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

基于BIM技術(shù),由不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員為該項(xiàng)目創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)、給排水等3D信息化模型，進(jìn)而建立裝配整體式混凝土建筑模型。設(shè)計(jì)人員可進(jìn)行、預(yù)制構(gòu)件布置、連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，同時(shí)完成校核鋼筋、預(yù)埋管線、孔洞等工作，進(jìn)行鋼筋、水電管線的碰撞檢查，并進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的安裝模擬檢查，顯示出是否存在鋼筋、水電管線的碰撞、預(yù)制構(gòu)件的安裝方案是否合理等內(nèi)容。

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠商可通過BIM模型，對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段的勞務(wù)、材料、設(shè)備等的需用量進(jìn)行模擬計(jì)算和優(yōu)化，生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件、機(jī)電等專業(yè)能夠在同一平臺(tái)上進(jìn)行協(xié)同工作，減少不同專業(yè)間的交叉工作，從而提高生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確率、降低整體生產(chǎn)成本。

施工企業(yè)亦可通過BIM模型，在施工前可模擬預(yù)制構(gòu)件吊裝施工的工作。根據(jù)預(yù)制構(gòu)件安裝順序、后澆節(jié)點(diǎn)的鋼筋布置等3D模型，制作預(yù)制構(gòu)件吊裝施工模擬視頻，在實(shí)際施工開始之前對(duì)預(yù)制構(gòu)件吊裝施工方案進(jìn)行合理優(yōu)化，進(jìn)而提高安裝效率、降低施工難度、優(yōu)化施工造價(jià)成本。

3 BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用案例

合肥市某裝配式建筑項(xiàng)目，抗震設(shè)防烈度為7度，II類場(chǎng)地，地下一層，地上30層，建筑高度87.3m，抗震等級(jí)為二級(jí)。

該項(xiàng)目單體構(gòu)造邊緣構(gòu)件部位采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，其余部分采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),預(yù)制裝配率不低于50%。

根據(jù)《關(guān)于公布＜合肥市裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配率計(jì)算方法（試行）＞的通知》(合建設(shè)〔2013〕15號(hào))，預(yù)制裝配率的計(jì)算公式為：

通過revit軟件建立BIM戶型模型（圖2）、預(yù)制水平構(gòu)件模型（圖3）、預(yù)制豎向構(gòu)件（圖4）、后澆節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（圖 5）等。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)正致力于BIM技術(shù)、裝配整體式建筑的推廣應(yīng)用，建筑行業(yè)的發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芑?、自?dòng)化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化以及信息化。裝配整體式混凝土建筑的設(shè)計(jì)工作中，BIM技術(shù)的應(yīng)用將建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件布置、連接節(jié)點(diǎn)的鋼筋碰撞、預(yù)埋管線孔洞、預(yù)制構(gòu)件安裝等各階段的信息進(jìn)行集成整合，提高設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)精度等，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

圖2 戶型模型

圖3 預(yù)制水平構(gòu)件模型

圖4 預(yù)制豎向構(gòu)件

圖5 后澆節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)