徐曾旭

摘要：由于缺乏信息、事先協(xié)調和一體化機制，在裝配式結構建筑在我國的發(fā)展過程中，在方案的合理性方面只有在實踐中才能得到檢驗，通常是在補償了諸如嚴重損失等資源之后。最重要的和最明顯的是在設計階段、施工階段的影響，所以需要提高這兩方面的信息水平和預綜合管理，這對裝配結構的發(fā)展具有重要意義。使用BIM（BuildingInformationModeling）可以大大提高設計的質量和準確性，并滿足項目參與者的通信需要。該模型是獲取工程信息、加快設計速度和滿足通信需求的先決條件，然而，在利用BIM技術設計裝配式住宅項目時，在設計低效率結構模型和建模方面出現(xiàn)了重復問題，沒有足夠的深度模擬。本文對標準結構的參數(shù)化和模塊化進行研究，為了解決裝配式建筑設計中的快速建模和模擬問題。本文分析了裝配式住宅結構和BIM技術的特點，結合了BIM技術和裝配式結構，提出了新的方法來設計BIM基礎上的裝配式結構，重點是建立和管理一個基于BIM的預制作元素庫，分析和優(yōu)化的組合裝配式結構的BIM模型，使用BIM技術在裝配式建筑模型和建筑信息的獲取。

關鍵詞：裝配式結構設計;裝配式結構施工;BIM

緒論

目前，住房工業(yè)正在進行高技術革新，中國建筑業(yè)十分重視住宅產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化。在一個資源日益稀缺的文明社會中，可持續(xù)發(fā)展的理念得到廣泛承認，正是在這個基礎上，住房產(chǎn)業(yè)化得到了廣泛承認。以BIM技術為基礎的住宅產(chǎn)業(yè)化在推動住房部門工業(yè)化方面發(fā)揮了重要作用。裝配式建筑物是用鋼筋、混凝土、部件和構成建筑構件的其他構件建造的，初步設計在工廠成型，由組裝和制造的運輸工具運到現(xiàn)場，因此英文的名稱是PrecastConcrete，簡稱PC。正是在這個基礎上建造了裝配式住宅，這是住宅建設的創(chuàng)新和進步。根據(jù)我國關于減少能源節(jié)約和碳排放的呼吁，住房的工業(yè)化是一項緊迫的任務。隨著現(xiàn)代建筑工業(yè)的迅速發(fā)展，裝配式混凝土房屋已被廣泛使用，但標準化和建模很難實現(xiàn)，建筑形式難以與裝配式相結合，工業(yè)化似乎已成為發(fā)展的瓶頸。因此，建立該系統(tǒng)的標準至關重要。住房工業(yè)化有助于住房產(chǎn)品的有效和高質量的保障，是現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。產(chǎn)業(yè)化是住房工業(yè)化的主要手段。為了提高住房生產(chǎn)效率，可以根據(jù)模塊化、規(guī)范化和自動化條件實現(xiàn)住房產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。住宅產(chǎn)品的形成包括設計，生產(chǎn)，建筑，更新，管理等階段，每一個標準化階段，自動化是住房工業(yè)化的一個突出特點。住房的產(chǎn)業(yè)化程度取決于設計的標準化水平，只有達到了高水平的標準化和設計，可以改善工廠生產(chǎn)，組裝，施工，綜合更新和信息管理。與傳統(tǒng)住房產(chǎn)品相比，標準化設計系統(tǒng)的建立是裝配式住房工業(yè)化的核心。

一、BIM技術基本理論

1、BIM技術的概念

BIM技術是在上個世紀的美國首先提出的，這一概念是由著名的美國學者ChukEastman提出的，最初還提出了基于計算機信息管理的建筑模型模擬。這一新的高科技技術在2002年左右進入工程行業(yè)，直到2012年BIM工程技術不斷成為現(xiàn)代建筑技術的一個現(xiàn)代化的工程建設建筑所推崇。BIM技術是通過信息管理和建筑模型在施工的各個階段實施的，它反映了在所有階段的關鍵管理要素。BIM技術是一種現(xiàn)代技術，體現(xiàn)在一個建筑項目的數(shù)據(jù)和信息，可以在建筑設計的不同階段使用3D顯示關于不同次級項目、次級項目部分等信息的視覺信息技術，提高專業(yè)人員的交叉工作效率。

2、BIM技術的特點

傳統(tǒng)的cad設計是由兩個維度元素組成的建筑物顯示，包括建筑，結構和設備，但重要的非幾何信息和某些幾何聯(lián)系的建筑物，很難在二維圖上找到，例如材料，流程和信息要素的成本。此外，使用二維圖形元素表示建筑物，一些數(shù)據(jù)，如直徑，鋼筋長度等，并輸入計算機軟件來計算工作范圍，進展和成本，在信息傳輸過程中，其內容和形式可能會發(fā)生變化，這增加了誤差概率和管理工作量。傳統(tǒng)的三維模型的設計只是為了根據(jù)規(guī)劃設計增加高程信息，只是增加了建筑項目的視覺功能，既不實際，也難以將信息與模型聯(lián)系起來。以BIM為基礎的架構不再是二維點的線性連接，而是直接建立在組件上并隨附相關信息。例如，以墻為中心的模型包括墻的幾何尺寸，BIM技術提供了參數(shù)設計，以減少技術人員的實時和動態(tài)工作量。（1）在建筑設計階段，建筑行業(yè)可以直接利用三維設計模型，不需要與業(yè)主溝通的二維計劃;（2）設計的參數(shù)信息模型不僅提供關于建筑的物理信息，而且提供關于實時動態(tài)的所有信息。（3）在BIM模型中，設計了一個實際的模型，在該模型中，建筑，結構和設備的結合和協(xié)調，結合不同的專業(yè)模式，以發(fā)現(xiàn)專業(yè)內和專業(yè)人員之間的碰撞，有效地避免“錯誤，遺漏，接觸，空白。”（4）關于實時信息在BIM模型可以更容易地適應項目的變化，傳統(tǒng)的設計面對變化需要很長的時間，努力容易出錯。BIM模型有一個小的變化，可以反映在實時的BIM模型和自動更新的水平，垂直，剖面和三維圖紙信息。

二、BIM可視化技術與裝配式結構設計、施工結合分析

1、BIM可視化技術在裝配式結構設計中的應用構思

利用BIM的視覺技術在設計階段：快速準確地構建三維裝配結構模型，增加模型的整體性能，鋼筋分布等，充分表達設計意圖和提供一個良好的平臺的設計標準化。因此，從理論上講：利用BIM視覺平臺在裝配式住宅項目中，設計師可以及時插入、取出、更新和修改信息;它包含在BIM模型中。在此基礎上，如圖1所示，介紹了在設計裝配式結構時使用BIM視覺技術的概念。

2、BIM可視化技術在裝配式結構施工中的應用構思

與其他建筑模式相比，可以發(fā)現(xiàn)對傳統(tǒng)裝配式建筑的分析，相對固定和簡單的裝配式結構施工階段，以及構件的數(shù)量和順序可以預測，這是一個很好的機會，提供數(shù)字訪問信息的機會，因此，如圖2所示，這是一個在裝配式建筑中使用BIM視覺觀察技術的概念。在裝配式建筑施工階段采用BIM技術，可以預先建立階段模型：一方面可以模擬關鍵的施工過程，預先查明問題或優(yōu)化選擇，另一方面，合理的現(xiàn)場布置可提高裝配式建筑工作的效率。

比如在進行碰撞測試時，可以將BIM技術的應用分為單專業(yè)和多專業(yè)方面碰撞，其中包括建筑、結構之間的碰撞、和在設計和電氣機械專業(yè)領域的碰撞，多個專業(yè)的碰撞是由于構件管道過多引起的，需要分開進行碰撞分析。除了可在裝配式住宅結構中使用的多專業(yè)途碰撞外，與現(xiàn)澆結構一樣，預制構件間的撞擊測試在測試BIM模型方面發(fā)揮了重要作用。預制構件必須由工廠預制結構制成，然后運到工地組裝和安裝。如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)構件之間發(fā)生碰撞，則必須切開預制構件，在它們形成后不能自由開洞開槽，必須將預制構件運到施工現(xiàn)場，這造成了延誤和經(jīng)濟損失。預制構件的碰撞主要發(fā)生在預制構件和預制構件與現(xiàn)澆結構之間。碰撞的結果可以在BIM模型中調整，體現(xiàn)出其極大的作用。通過碰撞檢查可以使裝配式住宅工程項目的BIM模型趨于優(yōu)化。

結論

本文涉及的問題包括BIM技術規(guī)格和設計要求、規(guī)范標準還有特點等。然后，利用Revit軟件完成了關于設計參數(shù)和模塊設計的研究，其結果是建立了一個關于墻壁、板材、柱子和梁參數(shù)化的結構模塊庫，最后到建立了工程試驗基地，以檢驗參數(shù)和模塊化的性能。在設計和應用裝配式住宅項目的模塊中，采用BIM技術后，工程信息的設計和檢索效率確實有所提高，與各專業(yè)的參與人員之間的溝通有了很大的改善。

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