孙 飞

中国建筑第二工程局有限公司

基于BIM技术的装配式混凝土结构设计研究

孙 飞

中国建筑第二工程局有限公司

新时期，各行各业都在发展信息技术，在建筑领域，信息化也受到了广泛关注。采用BIM技术的主要目的是解决因设计、施工、构件加工对接不足造成的能源、资源浪费。通过建立BIM技术的参数化构件族，深化施工模型的设计，利用三维施工模拟、提取构件工程信息等手段，将装配式产业化工程从现场粗放的“土建工程”转变为细致的“安装工程”，在建造过程中，体现其缩短工期、合理利用劳动力、提高工程质量、降低能耗和控制成本等优势。

装配式混凝土；BIM结构；设计

BIM技术的优越性不言而喻，但是到目前为止，BIM在结构设计中的应用中尚欠缺一定的成熟性。基于此，文章通过Revit软件创建构件参数族，并通过文件系统目录，从而搭建能够快速拼装的结构设计BIM应用系统，旨在为BIM技术应用与结构设计中提供一定的参考价值。

1 BIM以及预制装配式混凝土结构概述

BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。BIM模型属于三维数字模型，是存储信息的载体，是BIM技术的应用基础。BIM技术的应用指的是通过建立三维数字模型，在建筑工程的设计、施工全过程以及运营管理阶段，对建筑物进行可视化分析、科学统计工程量，因此BIM技术的核心是信息。PC(PrecastConcrete)是预制装配式混凝土结构的简称，是以混凝土预制构件为主要构件，经装配、连接以及部分现浇而成的混凝土结构。

通过引用BIM技术以构件族为核心使设计与施工良好衔接，强化了与构件厂及业主的沟通；通过BIM参数化与可视化手段模拟各种未知情况，为快速决策提供了支撑；制定符合项目特点的BIM标准是实施的必要保障；工程经验、施工设备等信息必须与BIM模型信息相结合才能有效指导施工；BIM技术可有效记录承载知识与经验有助于后续工作。但是，应用BIM也是有一定的缺陷的，BIM技术将减少大量的材料、人工、机械浪费。一些企业经济效益将有所减少，甚至影响到整个行业的利益。如果BIM技术掌握不熟练，则会直接影响企业的市场竞争力。因此，在实际应用中，企业应该熟练掌握BIM，更好的将其应用于实践工作中，获得较大的经济效益和社会效益。

2 基于BIM 技术的预制装配式混凝土结构设计方法

2.1 构件参数化环节

具体分为两步：①全面搜集与查找常规构件的参数信息。以B级六角头螺栓为例，对常规构件参数化的过程进行分析；②统计信息的工作完成后，即编制参数族。主要操作流程为：打开Revit软件→鼠标点击新建族→选择恰当的模板→根据族信息完成族编辑工作。在选择模板的环节中，应根据Revit的用途，选择相应的模板文件。由于本例中的螺栓是基于面板工作的，因此应选取基于面的公制常规模型。根据B级六角头螺栓规格参数表可以看出，相同的螺栓具有着不同的规格，在BIM参数族中对于不同规格的构件，无需再次编辑族，只需根据六角头螺栓组参数加以修改，就能够获得所需要的规格型号，这样不但方便，而且为后期的修改工作提供了极大的便利。

2.2 构件模型库管理

通过建立BIM构件，搭建完成了CSI构件族库管理系统平台；并通过内网/外网环境，实现了快捷的项目管理和对族、组件、模块的平台化管理。构件库创新点包括：(1)系统采用C/S与B/S混合结构，实现Revit嵌入式运用和web远程使用；(2)系统不仅支持Revit工具还可支持其他文件类型的BIM工具，实现多种软件CSI构件在一个统一平台集中管理；(3)支持通过上传新的自定义私有族文件，获取在一定时间内下载公共族或下载一定量族文件的权限，实现族库的自我更新。企业内部BIM实施规范性族构件的统一管理和共享，加快了BIM建模的效率，有利于BIM的实施推广。族库中定额信息的关联和利用，提升了BIM数据对施工管理的价值。

2.3 构件模拟资料管理

(1)PC端：通过CSI构件库中的BIM模型将构件的试验报告、进场外观检查和构件图纸等信息相关联，可更好地管理项目，提高施工质量、安全水平，把控施工进度。

(2)手机APP端：通过手机端将图片、视频、音频、文字等信息发送至网页端指定位置，方便项目部时刻查看并记录施工进度、质量、安全情况；还可将上述信息与图纸的相关位置关联，更精准地把控项目，通过实时语音或视频对话，快捷地展现施工现场问题，快速查出变更位置，为施工提供便利，也为后期的施工索赔及洽商变更提供依据。

2.4 BIM 软件与结构分析软件互通

完成结构模型的建构后，接下来的工作是对结构进行分析计算。那么计算前必须将结构模型文件的转化工作完成。结构模型转化的具体操作流程为：将结构模型文件进行转化→从Revit Structure 软件中导出文件→点击Revit Structure 软件中的附加模块→点击外部工具→导出exr 格式类型的文件→点击SAP2000 导入文件→点击Revit Structure.exr →点击所导出的结构模型文件→结构模型转化成功。为了确保结构分析计算工作的准确性，在结构模型导出前，还需要完成以下工作，即以物理模型为对照，对分析模型做一致性检查。同时，也要注重所导入的结构分析软件模型的检查工作。

综上所述，目前，装配式混凝土结构住宅产业化工程已在我国逐步发展起来，建筑产业化可节省资源，通过BIM的参数化与可视化手段模拟各种未知情况，为快速决策提供了支撑；制定符合本项目特点的BIM标准是实施的必要保障。

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