(南京林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，南京 210037)

引言

裝配式建筑因其效率高、對環(huán)境影響小，是我國建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的最佳選擇。裝配式建筑不僅是一種建筑形式，更是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要用系統(tǒng)工程的方法和思想去解決實(shí)際問題[1]。就裝配式建筑設(shè)計(jì)而言，裝配式建筑設(shè)計(jì)不僅增加了構(gòu)件拆分、深化設(shè)計(jì)等內(nèi)容，從設(shè)計(jì)理念、流程、方法等也應(yīng)有相應(yīng)的改變。BIM技術(shù)的推廣和日漸成熟，為裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供了新的方法和平臺。目前，BIM在裝配式建筑中的應(yīng)用大都停留在施工和生產(chǎn)階段[2]，在設(shè)計(jì)階段的研究多局限于對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[3-4]、構(gòu)件連接[5-6]、構(gòu)件拆分和深化設(shè)計(jì)[7-11]等某一方面的研究，對裝配式建筑的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)內(nèi)容，以及標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性和完整性。本文基于建筑協(xié)同設(shè)計(jì)理論方法，建立了基于BIM的裝配式建筑PCP協(xié)同設(shè)計(jì)概念模型，確定了裝配式建筑設(shè)計(jì)的內(nèi)容和流程，基于標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化設(shè)計(jì)要求，研究了預(yù)制構(gòu)件拆分、設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體方法。

1 BIM協(xié)同設(shè)計(jì)

1.1 協(xié)同設(shè)計(jì)概念

所謂協(xié)同工作，是指基于計(jì)算機(jī)支持的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，團(tuán)隊(duì)通過信息共享、轉(zhuǎn)換和相互協(xié)作機(jī)制，有效地完成工作任務(wù)。建筑協(xié)同設(shè)計(jì)是協(xié)同工作在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的分支，通過構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，利用統(tǒng)一專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)同設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率[12]。建筑工程領(lǐng)域中，協(xié)同設(shè)計(jì)一般分為二維協(xié)同設(shè)計(jì)和三維協(xié)同設(shè)計(jì)。二維協(xié)同設(shè)計(jì)是以CAD軟件的外部參照為基礎(chǔ)的直線式、文件級協(xié)同，是基于二維圖紙的定期更新的階段性協(xié)同方式； BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)是一種新的設(shè)計(jì)范式，是在同一環(huán)境下，各專業(yè)人員基于三維模型進(jìn)行的平行設(shè)計(jì)，通過信息共享、溝通協(xié)作完成同一項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作的協(xié)同模式。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)不再是設(shè)計(jì)外的加載技術(shù)，而是設(shè)計(jì)過程本身的一部分。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)較二維協(xié)同設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)內(nèi)容更加豐富、效率更高，更具有優(yōu)勢[13]。

1.2 BIM協(xié)同設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對比

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中是階段性、單向的，缺乏交流，設(shè)計(jì)過程快速簡單，在過程組織、任務(wù)快速分配上有一定的優(yōu)勢，但項(xiàng)目各參與方之間缺乏交流，無法進(jìn)行方案的最優(yōu)化配置[14]。同時(shí)，由于各專業(yè)設(shè)計(jì)工具不盡相同，信息缺乏統(tǒng)一性，導(dǎo)致各專業(yè)間的信息數(shù)據(jù)無法完全共享。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)方法強(qiáng)調(diào)“設(shè)計(jì)迭代”，即建筑設(shè)計(jì)從初期的概念設(shè)計(jì)到最終的施工圖設(shè)計(jì)不斷迭代，在設(shè)計(jì)前期將所有關(guān)于設(shè)計(jì)問題的各方思想統(tǒng)籌考慮，建筑師不再是唯一決策者[15]。BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)是基于同一個(gè)三維模型的“閉環(huán)”，各專業(yè)可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)同步設(shè)計(jì)，信息可在上下游專業(yè)之間無縫傳遞共享，縮短了專業(yè)之間協(xié)調(diào)時(shí)間[16]。兩種設(shè)計(jì)方法的主要區(qū)別見表1。

表1 兩種設(shè)計(jì)方法的區(qū)別

區(qū)別傳統(tǒng)設(shè)計(jì)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理念以規(guī)劃和功能為重點(diǎn),提供滿足使用要求的設(shè)計(jì)方案,外立面以造型的美觀作為判斷標(biāo)準(zhǔn)在滿足規(guī)劃和功能的前提下,將功能及平面模塊化,用模塊化的設(shè)計(jì)方式組織平面,在滿足工藝需求和造型美觀之間找到平衡點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容符合相關(guān)規(guī)范要求除現(xiàn)澆設(shè)計(jì)內(nèi)容外,需對構(gòu)件節(jié)點(diǎn)、連接做法等細(xì)節(jié)進(jìn)行深化設(shè)計(jì),且將各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容整合在一起設(shè)計(jì)流程立項(xiàng)→設(shè)計(jì)→施工→使用立項(xiàng)→策劃→設(shè)計(jì)→生產(chǎn)→施工→裝修→使用→更新多專業(yè)協(xié)同方案設(shè)計(jì)以建筑布局、功能、形體為主,初步設(shè)計(jì)階段各專業(yè)介入,施工圖設(shè)計(jì)階段各專業(yè)密切配合后各自深化并出圖結(jié)構(gòu)專業(yè)介入方案設(shè)計(jì),確定結(jié)構(gòu)體系和拆分平面后,建筑專業(yè)完善平面和立面; 初步設(shè)計(jì)階段各專業(yè)密切配合,在同一個(gè)模型中完善圖紙; 施工圖階段各專業(yè)在同一平臺上深化設(shè)計(jì)工作,出構(gòu)件拆分大樣圖協(xié)同工具CAD、相關(guān)插件Revit+CAD+協(xié)同平臺圖紙表達(dá)二維表達(dá)二維+三維表達(dá)工地驗(yàn)收施工現(xiàn)場驗(yàn)收對構(gòu)件廠和施工現(xiàn)場均進(jìn)行驗(yàn)收

2 基于BIM的裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

BIM協(xié)同設(shè)計(jì)從協(xié)同的內(nèi)容角度可以分為三個(gè)層面，即全過程協(xié)同、專業(yè)協(xié)同和構(gòu)件協(xié)同。全過程包括方案設(shè)計(jì)到深化設(shè)計(jì)的四個(gè)設(shè)計(jì)階段，并考慮施工階段主要施工工藝； 專業(yè)協(xié)同是指建筑師、結(jié)構(gòu)師、暖通水電、構(gòu)件加工、施工安裝等不同專業(yè)工種的協(xié)同； 構(gòu)件協(xié)同即指三維模型的設(shè)計(jì)精度和模型交付所需要的信息。以上三者的信息交互協(xié)同是基于BIM三維模型實(shí)現(xiàn)的，其中全過程協(xié)同是原則，專業(yè)協(xié)同是實(shí)現(xiàn)手段，構(gòu)件協(xié)同是基礎(chǔ)。

2.1 PCP概念模型

基于BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)PCP(Professional-Component-Process)模型系統(tǒng)表述了裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)、專業(yè)協(xié)同、構(gòu)件生產(chǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，如圖1所示。圖中打“√”者為協(xié)同設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)選項(xiàng)。

圖1 PCP集成設(shè)計(jì)概念三維模型

(1)構(gòu)件設(shè)計(jì)與專業(yè)協(xié)同結(jié)合。構(gòu)件設(shè)計(jì)即應(yīng)用BIM建模軟件完成的包含圖形信息和非圖形信息的三維模型。預(yù)制構(gòu)件(Component)設(shè)計(jì)應(yīng)與專業(yè)(Professional)相關(guān)聯(lián)，根據(jù)不同專業(yè)分工要求，利用網(wǎng)絡(luò)平臺不斷補(bǔ)充完善模型信息。一般來說建筑師首先提出設(shè)計(jì)方案，其后結(jié)構(gòu)、水暖電工程師、構(gòu)件制造生產(chǎn)商等先后介入，這種次序是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，但含有豐富信息的三維模型和高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺可以實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)共享，并且通過設(shè)定權(quán)限的方法對實(shí)現(xiàn)對三維模型的瀏覽、編輯下載、下載上傳，可以極大提高設(shè)計(jì)效率。

(2)構(gòu)建設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程結(jié)合。預(yù)制構(gòu)件(Component)設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)際生產(chǎn)過程(Process)相結(jié)合，因不同設(shè)計(jì)階段內(nèi)容和深度各不相同，構(gòu)件包含的信息各有差異，但具有迭代性，模型信息的精度和細(xì)度根據(jù)IDM信息交付標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來確定，以滿足使用要求為目標(biāo)，盡量使模型輕量化，避免信息繁冗。

(3)專業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程結(jié)合。不同生產(chǎn)階段對應(yīng)不同的專業(yè)工作，但生產(chǎn)過程和專業(yè)工作的成果并非是線性的傳遞過程，可以利用BIM虛擬仿真工具，對后續(xù)工作進(jìn)行模擬分析，在BIM模型中實(shí)現(xiàn)過程集成和專業(yè)集成，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。如裝配式建筑方案設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)提前介入，結(jié)構(gòu)專業(yè)根據(jù)建筑專業(yè)確定的建筑布置形式初步確定結(jié)構(gòu)形式，并做出結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行構(gòu)件初步拆分和預(yù)拼裝模擬。

PCP概念模型從概念上解釋了裝配式建筑協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和內(nèi)容。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)從以下幾方面入手：其一，過程中應(yīng)在原有設(shè)計(jì)流程中增加深化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工和施工安裝環(huán)節(jié)。尤其是預(yù)制生產(chǎn)階段應(yīng)與充分考慮項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)和施工安裝； 其二，各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)工作應(yīng)嚴(yán)格依照《建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51301-2018)，除滿足模型精細(xì)度和粒度要求之外，尤其要注意對象和參數(shù)及文件的命名規(guī)則； 其三，建立裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫。裝配式建筑的特點(diǎn)是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化，豐富的構(gòu)件庫可以極大提高設(shè)計(jì)效率。

表2 不同專業(yè)的模型精細(xì)度

LOD100LOD200LOD300LOD400LOD500建筑專業(yè)模型精度略略建筑外觀細(xì)節(jié):扶手、樓梯; 內(nèi)墻、隔墻、管道井; 家具、衛(wèi)浴裝置建筑外觀細(xì)化; 預(yù)孔洞預(yù)留內(nèi)部二次裝修、細(xì)節(jié)深化; 隱蔽工程典型用途概念設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)、碰撞檢測施工圖設(shè)計(jì)、現(xiàn)場模擬施工和竣工模型結(jié)構(gòu)專業(yè)模型精度主要預(yù)制構(gòu)件:疊合梁、外墻板、柱、疊合板等次要構(gòu)件:樓梯、洞口、空調(diào)板等節(jié)點(diǎn)鋼筋模型,所有未提及的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝加工模型施工支護(hù)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、臨時(shí)支撐、預(yù)埋件典型用途結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)布置方案結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)、碰撞檢測深化設(shè)計(jì)、詳細(xì)碰撞檢測、結(jié)構(gòu)展示施工模擬、施工碰撞檢測機(jī)電專業(yè)模型精度—主干管線、橋架分支管路、機(jī)房設(shè)備、線管、配電箱、控制柜毛細(xì)管路、管路末端設(shè)備、閥門、衛(wèi)浴裝置、燈具開關(guān)面板、支架、特殊三通/四通加工模型典型用途—方案設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)、碰撞檢查、預(yù)留孔洞施工圖設(shè)計(jì)、碰撞檢查施工管理、細(xì)部表現(xiàn)

表3 預(yù)制構(gòu)件拆分原則

2.2 BIM模型交付標(biāo)準(zhǔn)

協(xié)同設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工作是各確定模型設(shè)計(jì)深度和精度。按《建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51301- 2018)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件各專業(yè)BIM模型精細(xì)度如表2所示。裝配式建筑主設(shè)計(jì)主要分為4個(gè)階段：

(1)方案設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)工程師介入，模型精細(xì)度為LOD200。根據(jù)建筑布局初步確定結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行構(gòu)件拆分、預(yù)拼裝模擬，配合業(yè)主和建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行方案可行性評估；

(2)初步設(shè)計(jì)。暖通設(shè)備工程師介入，模型精細(xì)度為LOD300，完成構(gòu)件的土建、鋼筋、設(shè)備、管線布設(shè)等信息；

(3)施工圖及深化設(shè)計(jì)。對節(jié)點(diǎn)連接等內(nèi)容進(jìn)行深化及補(bǔ)充建模，達(dá)到LOD400的要求，進(jìn)行碰撞檢查、施工模擬、施工圖設(shè)計(jì)優(yōu)化；

(4)施工階段。模型精細(xì)度為LOD500，要求模型中包含以實(shí)際施工工藝為主的時(shí)間、成本、采購、加工及運(yùn)輸?shù)裙こ坦芾韮?nèi)容。

2.3 構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)

裝配式建筑設(shè)計(jì)需要采用工業(yè)化建造的思維，要求標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化、精細(xì)化，以滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)的要求[17]。構(gòu)件拆分、構(gòu)件深化設(shè)計(jì)是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特有的內(nèi)容。BIM協(xié)同設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的參數(shù)化設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐，Autodesk公司提供的基于Revit建模工具的Dynamo和Structural Precast for Revit插件，可用于構(gòu)件拆分和結(jié)構(gòu)分析計(jì)算。

(1)構(gòu)件拆分

首先根據(jù)各構(gòu)件拆分原則進(jìn)行拆分，拆分原則如表3所示。

(2)構(gòu)件結(jié)構(gòu)分析

1)設(shè)置鋼筋

構(gòu)件進(jìn)行拆分后，需要對拆分后的構(gòu)件按設(shè)計(jì)規(guī)范配置鋼筋。以疊合梁鋼筋配置為例，基本過程如圖2所示：從結(jié)構(gòu)模型中拾取已有的現(xiàn)澆構(gòu)件鋼筋的相應(yīng)尺寸、類型、直徑、鋼筋宿主ID等，在Dynamo中根據(jù)規(guī)定進(jìn)行重編輯，通過中心線生成拆分后的構(gòu)件的鋼筋，然后再給予位置、彎鉤、直徑等信息。

圖2 配筋流程圖

圖3 鋼筋的創(chuàng)建

Dynamo運(yùn)行步驟： ①輸入鋼筋的相關(guān)參數(shù)，確定鋼筋距離，調(diào)取Rebar.FollowingSurface節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建鋼筋曲線； ②利用Rebar.GetProperties確定梁的ID、鋼筋的類型、直徑及種類、起點(diǎn)和終點(diǎn)彎鉤方向和角度； ③調(diào)取Rebar．GetCenterlineCurve節(jié)點(diǎn)得到梁的縱筋線段(縱筋中心線即疊合梁中心線方向)； ④調(diào)用Curve.PlaneAtSegmentLength取得直線處垂直平面，該垂直平面首尾確定為后澆段的首尾； ⑤調(diào)用Geomentry.Intersect節(jié)點(diǎn)取得縱筋與垂直平面間的交點(diǎn)； ⑥根據(jù)已拆分的疊合ID、梁中線方向以及已獲取的鋼筋直徑、彎鉤和類別等信息，調(diào)用Rebar.ByCurve節(jié)點(diǎn)，繪制疊合梁縱筋[18]。Dynamo程序圖如圖3所示，創(chuàng)建完成的鋼筋如圖4所示。

圖4 鋼筋示意圖

2)結(jié)構(gòu)分析

圖5 結(jié)構(gòu)分析流程

圖6 基于Dynamo結(jié)構(gòu)分析程序圖

結(jié)構(gòu)分析利用Revit和Dynamo結(jié)構(gòu)分析包(The Structural Analysis for Dynamo package)進(jìn)行參數(shù)建模和結(jié)構(gòu)分析，對Dynamo分析結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比對。Dynamo參數(shù)化建模的優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)荷載值與幾何尺寸的變化是同步的，可實(shí)時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)過程中需對單位面積重量、豎向位移、穩(wěn)定性、內(nèi)力調(diào)整等指標(biāo)進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)的比較。

Dynamo主要操作流程如圖5所示：Revit完成結(jié)構(gòu)及建模后，在The Structural Analysis for Dynamo package結(jié)構(gòu)分析包中調(diào)取Ananlysis.Calculate節(jié)點(diǎn)，對選中構(gòu)件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析； 調(diào)取節(jié)點(diǎn)analyticalBars、analyticalNodes、analyticalPanels分別對構(gòu)件點(diǎn)、線、面分析，具體如圖6所示。分析結(jié)果主要包含單位重量、構(gòu)件位移、內(nèi)力和反力，并將分析結(jié)果與與裝配式建筑剪力墻結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)控制指標(biāo)比較，若有不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的，重新調(diào)整結(jié)構(gòu)模型并運(yùn)行Dynamo，直至符合規(guī)范要求。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目為南京市保障性住房，位于江蘇省南京市秦淮區(qū)，周圍交通便捷。項(xiàng)目距離最近的裝配式構(gòu)件廠50km，屬合理運(yùn)輸范圍。項(xiàng)目綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表4。圖7、8為本項(xiàng)目的BIM三維模型和標(biāo)準(zhǔn)層平面圖。

表4 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

項(xiàng)目單位數(shù)值總建筑面積m21 583.85設(shè)計(jì)使用年限年50層高m8.7耐火等級二級屋面防水等級二級抗震設(shè)計(jì)七度目標(biāo)裝配率不低于65%目標(biāo)裝配式建筑等級A級及以上

圖7 BIM三維圖

圖8 標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

3.2 建筑設(shè)計(jì)

1)戶型設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目共兩種戶型，面積在70～100m2。住宅空間需求傾向于經(jīng)濟(jì)、舒適、便利。套型平面圖如圖9、11所示，相對應(yīng)三維圖如圖10、12所示。

圖9 套型①平面圖(74m2)

圖10 套型②平面圖(93m2)

圖11 套型①BIM三維效果

圖12 套型②BIM三維效果

2)裝配式設(shè)計(jì)要求

本項(xiàng)目為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，梁、預(yù)應(yīng)力疊合板、女兒墻、樓梯、外墻板為預(yù)制，結(jié)構(gòu)柱、非預(yù)應(yīng)力樓板和部分板為現(xiàn)澆。采用集成式廚衛(wèi)，圍護(hù)墻與保溫、隔熱、裝飾一體化，內(nèi)隔墻與管線裝修一體化，結(jié)果見表5。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)構(gòu)件拆分

根據(jù)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計(jì)示例(剪力墻結(jié)構(gòu))15J939-1，以板構(gòu)件拆分為例，拆分過程為：首先對模型中的預(yù)制構(gòu)件做預(yù)拆分處理，在拆分時(shí)需要對拆分參數(shù)進(jìn)行控制。如，在4.1節(jié)所述樓板跨度應(yīng)小于6m，樓板重量限制在6 000kg以內(nèi)，且以大板和單向板優(yōu)先。拆分后的部分板如圖13所示。本項(xiàng)目中，疊合板的種類根據(jù)計(jì)算規(guī)則為單向疊合板，共計(jì)2種。本項(xiàng)目核心筒區(qū)域及部分衛(wèi)生間區(qū)域?yàn)楝F(xiàn)澆，在扣除該區(qū)域后，標(biāo)準(zhǔn)層疊合梁共計(jì)6個(gè)，其中框架梁4個(gè)，次梁1個(gè)，連梁1個(gè)。預(yù)制外墻為非承重混凝土墻9個(gè)，拆分結(jié)果見表6。

表7 結(jié)構(gòu)整體控制指標(biāo)結(jié)果

節(jié)點(diǎn)位移構(gòu)件位移內(nèi)力反力符號數(shù)值節(jié)點(diǎn)符號數(shù)值桿件符號數(shù)值桿件符號數(shù)值支撐Uxmin-0.01cm3Uxmin0.00cm7Nmin-19.48 kN1Rxmax2.25 kN34Uxmax0.00 cm9Uxmax0.00cm1Nmax9.74 kN1Rxmin0.00 kN1Uzmin0.00 cm7Uzmin-0.01cm12Qmin-8.83 kN13Rzmax123.31 kN46Uzmax0.00 cm1Uzmax0.01 cm3Qmax8.80 kN13Rzmin0.00 kN1Ufimin0.00°1撓度min-0.01cm12Mmin-9.40kN?m13Rmmax0.00kN?m1Ufimax0.00°9撓度max0.00 cm9Mmax4.48kN?m12Rmmin0.00kN?m1

表5 構(gòu)件類型

類型結(jié)構(gòu)柱梁樓板女兒墻樓梯墻板現(xiàn)澆√√√預(yù)制√√√√√

表6 拆分構(gòu)件類別

類型類別共計(jì)預(yù)制墻板預(yù)制外墻(9)9個(gè)疊合梁框架梁(4)次梁(1)連梁(1)6個(gè)疊合樓板單向疊合板(2)2個(gè)

圖13 部分板的拆分結(jié)果

圖14 一榀框架示意圖

2)配筋及結(jié)構(gòu)分析

將拆分后的構(gòu)件進(jìn)行配筋并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。以柱梁組合為例，根據(jù)規(guī)范15J939-1及圖8所示Dynamo的計(jì)算程序進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，進(jìn)行結(jié)果如圖14所示； 并利用圖6所示的計(jì)算程序計(jì)算可得節(jié)點(diǎn)位移、構(gòu)件位移、內(nèi)力、反力如表7所示。經(jīng)比較，設(shè)計(jì)結(jié)果符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

4 結(jié)論

裝配式建筑是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型的方向，BIM技術(shù)是促進(jìn)裝配式建筑實(shí)施的有效平臺和方法，基于BIM的參數(shù)化集成設(shè)計(jì)方法有助于裝配式建筑設(shè)計(jì)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，參數(shù)化設(shè)計(jì)可以極大提高設(shè)計(jì)效率，有助于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化比選。本文采用的基于Dynamo的構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，仍屬于弱參數(shù)化應(yīng)用，如何在BIM平臺下以PCP概念模型為切入點(diǎn)，建立不同結(jié)構(gòu)形式的裝配式建筑參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺是未來研究的重點(diǎn)。