基于BIM技术的装配式结构设计方法探析

2020-11-25曹洋

商品与质量 2020年33期

曹洋

山东中筑人力资源有限公司山东青岛 266021

BIM技术能够弥补装配式建筑结构设计中的缺陷，能够提高结构设计的准确度和效率，有助于装配式建筑的快速发展。当然BIM技术在应用过程中还会存在一定的缺点，为了能够使装配式建筑得到大幅度发展，我们还要对BIM技术进行深度研究，使其变得更加完美，功能等各方面更加强大。

1 BIM技术的含义

BIM是Building Information Model的缩写，即建筑信息模型。BIM既是“产品”又是“过程”，相对于“产品”来讲，BIM最为根本的基础即是三维数字，其中建立纽带关系的就是工程数据，最后建立一个3D模型；相对于“过程”来讲，BIM的含义就是一个操作使用的流程，其中包含模型建立，然后使用模型，最后进行管理的一套流程，并且能够将其中包含的知识进行分享，相当于一个非常强大的资源库[1]。

BIM是一种新型理念，能够大幅度的提升生产效率。其中包含3个部分组成，分别为产品模型、决策模型和过程模型，三者的关系是相互影响并且相辅相成，构成一个循环模型，从而发挥着重要的作用。

2 基于BIM技术的装配式结构设计价值

2.1 提高工作效率

在当前的建筑结构中，一些设计人员大多是进行平面装配式建筑设计，缺乏立体的设计效果图，也无法保证每一环节在设计和施工过程中相互配合。如果采用BIM技术，能够从建筑模型中提出需要的部分进行加强和优化，通过协同设计完成设计和审核工作，并最终完成造价设计和分析。通过BIM系统中三维和二维图像的结合，零部件可以生成平面图然后运送至生产车间进行生产[2]。运用BIM技术设计图纸时，专业人员可以在一个建构起来的图像中进行更改和设计，并从虚拟设计中直接生成所需要的图纸，这样可以提高建筑工程的效率。

2.2 节省建筑施工成本

在装配式结构中应用BIM技术可以解决建筑工程施工中遇到的难题，可以帮助节省一定资源和能源，保护环境。BIM技术还能直接进行无纸化设计，减少人力和物力浪费，避免在建筑设计过程中因为操作不当而产生返工问题。

2.3 实现参数优化设计

不同于传统的平面画图，采用BIM技术可以实现立体画图，将所有的建筑零部件都清晰地在图纸上表现出来，并通过数据使这些图像变得参数化。这些特点为建筑设计提供了支持，在施工时，通过参数化设计可以清楚把握建筑结构。

3 BIM技术在装配式结构设计中的应用

3.1 BIM结构模型和结构分析模型的转换

在装配式建筑结构设计中使用BIM技术能够对输入输出接口进行应用，本文主要以PEVIT软件模型进行分析。其具体应用方式如下：首先将Revit建筑模型导入到合适的计算机软件中，然后分析其有效性；完成有效分析之后就可以将结构分析模型导入到Revit软件中，就可以形成完整的结构模型。然而在BIM结构模型转换过程中会出现数据丢失等现象，从而影响结构模型的完整性，所以需要相关工作人员进行合理更改，并且对相关问题进行深入分析，减小后续工作的影响。虽然使用BIM技术会存在一定的弊端，但总体上通过使用BIM技术能够使模型进行转换，从而提高结构设计效率。

3.2 构件库的建立

传统的装配式结构设计思路是先整体后拆分，这种设计方式会使构件种类较多，不利于工厂化大批量生产。因此，如何利用较少种类的预制构件设计满足多样化的建筑产品成为解决问题的关键。预制构件是BIM模型基本组成部分，其建筑载体、图纸、材料构件等都是通过预制构件实现。采用BIM建立模型时，需保证构件系统和构件库的完整性，从而保证设计、生产、施工的准确和高效。通过对装配式结构的标准化构件拆分，可将不同楼层和位置处的梁柱构件统一归类，并形成许多独立的构件库。基于建立和完善预制构件库，是装配式结构设计的基础。其中预制构件标准化、模数化的研究和应用是预制构件库建立的核心[3]。在进行装配式结构设计时，不同结构体系下的预制构件存在使用功能上的差异。以构件为最小单元，在满足标准化的同时，对构件进行承载力设计。完成后通过预制构件编码区分各个构件，对各类预制构件进行高效有序的管理，完成构件库的建立。

3.3 户型库的建立

在装配式结构设计时，基于标准化的预制构件库，通过对各类编码入库的预制构件进行选择排列组合设计，形成标准化的装配式建筑户型。户型库的设计旨在以预制构件库为基础，减少设计过程中的预制构件设计，降低设计和人工成本。对户型库中的标准建筑户型进行排列组合，通过规划和管理可以在此基础上得到建筑模型库。从预制构件库再到装配式户型库，通过方案设计，模块化的组合，形成标准单个户型进而形成装配式户型库，这将有利于构件的标准化设计与生产，提高装配效率并减少成本。

3.4 钢筋设计

在装配式建筑结构中，钢筋起到主要承重作用，对其进行合理的设计至关重要。在使用BIM技术时，能够获取更多的相关信息，并且利用二次开发程序，使得钢筋在布置设计过程中更加准确和完善。因为钢筋数据繁多，信息保存不得当，就会出现误差，通过使用BIM技术能对众多的钢筋数据起到保护作用，从而降低风险，使数据传递更加安全平稳。