BIM技术在装配式建筑设计中的应用研究

丁启明

【摘要】现今我国装配式技术还处在发展阶段，并不成熟，部分装配式建筑在设计阶段并未做好标准、模块化。如何将 BIM 技术更好地应用到装配式建筑设计当中，成为当今亟待解决的问题。对此，本文将对BIM技术在装配式建筑设计中的应用进行研究，以供参考。

【关键词】BIM技术；装配式建筑设计；应用

BIM 技术通常是指对建筑物理和功能特性的数字信息表达，它可以使不同阶段，不同相关部门间进行数据共享与传输，以支持以及反映各自的協同作业。现阶段，装配式建筑为了适应市场竞争，对其中的相关环节、技术以及管理等也提出了更高的要求，然而 BIM 技术的应用为装配式建筑设计创造了有利的条件，使其实际施工建设中得以顺利开展。

1、应用 BIM 技术在装配式建筑设计中的必要性

一般的装配式建筑设计需要提前预留预制构件与预埋的设计，而且其中涉及的环节和工序非常繁杂，极易造成误差或是失误从而导致问题的发生，以致以影响整体建筑设计的工作效率更甚者影响到建筑设计的整体成效。然而，如果将 BIM 技术应用到装配式建筑设计中，设计人员就可以根据建筑的实际情况将其所相关的环节、工序等信息传送到 BIM 设计系统中，运用系统自带功能可以精确分析出各设计中存在的问题或不完善，这样一来，各部门间可以进行有效地沟通与协调，进而提高设计的精准度，为装配式建筑的实施提供有力的支持。建筑设计标准化对建筑行业的发展有着重要的意义，它主要是依据模数协调作为基础的。目前的装配式建筑设计对与其相匹配的模数协调比较欠缺，可指导的价值相当贫乏。由于 BIM 技术的应用能够实现装配式建筑数字信息的资源共享，因此就给装配式建筑设计的标准化创造了有力的信息支持，同时也为装配式建筑的可持续发展创造了机遇。一般来说，装配式建筑的设计人员通过 BIM 技术系统可以传输相关的设计方案，系统自动对相关的数字化信息进行有效合理地整合，进而形成装配式建筑设计过程的各相关构部件。可见，在装配式建筑中应用 BIM 技术就显得极其重要。

2、BIM 技术在装配式建筑设计中的应用研究

2.1 BIM 结构模型与结构分析模型间的转换

在 Revit 建筑模型中导入结构计算软件，设计和计算工程结构，接着在 Revit 软件中导入结构分析模型，使 Revit 结构模型得以形成，剖切模型，将标注添加最终使建筑工程施工图文档得以形成，这一系列过程的完成正是由于在建筑工程设计中对 BIM 技术方式的应用。当然，BIM 技术并不是十全十美的，它也会有一些缺陷，例如在对 BIM 技术以及相关软件进行建模和模型分析过程中，信息丢失或信息错误等问题会出现。因此，需要采取一定的解决办法，这就要求我们采用人工的方式整合，在这种情况下，对这个建筑工程的设计才得以最终完善。

2.2建筑各层面的设计

2.2.1 标准层设计

在装配式建筑中，标准层设计是指设计人员在完成户型设计之前，采用添加附件构成的建筑层次，在该层次设计中应用 BIM 技术，能够大大提高模块化设计的整体质量，主要从以下几个方面掌握：①采集与标准层施工有关的数据，例如：标准层的层厚及大小等；将数据输入到BIM软件中，由软件完成对数据的处理，形成标准层设计模型，以供施工参考。②当施工中存在某部分数据发生了改变时，应立即更新 BIM 下的各项数据，提高数据的应用价值，确保工程能够顺利进行。

2.2.2 整体设计

装配式建筑整体设计的目的在于提高各模块间的协调性，确保建筑功能能够达到业主的要求。可在利用 BIM 技术的基础上，对装配式建筑进行整体上的设计，方法如下：①将各设计人员组织在一起，共同分析建筑不同功能区域的不同设计方法。②将各环节的设计参数，全部纳入到 BIM 软件中，提高装配式建筑各环节设计内容的丰富性与全面性；③当参数补充完成后，即可运行模型，判断是否存在设计方面的缺陷，如果存在，需要立即改正，直至模型能够协调运行、建筑内各功能区的功能均能够正常实现为止。

2.3各施工环节的设计

2.3.1 埋件布置

在进行装配式建筑设计中过程中，一般会根据拆分细则来对预制构件埋件进行针对性的编辑，该过程中通常可以选择包含有埋件的内嵌族，以提高埋件布置的效率，但是对于梁、板中的钢筋吊钩环，还需要按照要求来开展吊钩形状的设计。通常情况下，预制柱上埋件可以根据需求构建针对性的预制柱族布置，并调整钢板的高度、预制柱的墙 - 柱连接处为实例参数，然后对其实施参数化的调整，该过程可以把参数关联设置为全局参数，并在全局参数条件下来对预制墙板连接件的高度进行设置，这样就可以对柱上连接件的高度进行相应的调整。梁上吊钩可以对 Dynamo 中的点进行调用和平移来构建吊钩形状多段线，从而获取吊钩钢筋，明确吊钩在梁上的相关位置参数，这样就可以实现梁上吊钩布置。

2.3.2 钢筋的创建

在装配式建筑设计阶段，可以根据构件中钢筋的拆分原则和构造要求，来完善装配式建筑构件中钢筋布置的基本流程，然后通过二次开发的程序调用，就可以准确的获取钢筋的相关参数信息，并按照钢筋的布置规则来在预制构件上进行钢筋的布置。本文将会以预制梁为例来对钢筋的布置规则进行分析：①在梁跨中后浇段中按照要求断开纵筋，并适当的甩出一定长度的后浇段，使其更好的满足套筒安装尺寸要求；②在梁端500 和 1.5h 中选择最大值来划定箍筋加密区范围，而其余的部分属于非加密区，这样一来可以确定箍筋间距和数量、纵筋断开位置等参数，然后对 BIM 技术中的相关程序进行调用，就可以完成对梁纵筋和箍筋的创建。

2.3.3 BIM 构件的拆分设计

在施工图阶段，由于 BIM 模型中的墙体、楼板等模型构件属于一个统一的整体，在对其进行深度设计过程中，最好按照要求把连续的模型构件拆分为各个工厂可以生产的独立构件，然后按照设计图纸对其进行加工。在 BIM 技术中，构件拆分需要严格按照工厂的设计及生产要求来进行，以满足“多组合、少规格”的要求，实现对预制构件的种类的有效控制，以完成在工厂的有效生产，并在装配式建筑施工现场对其进行装配。在明确了 BIM 构件的拆分设计原则后，可以在施工图 BIM 模型上直接构建深化模型，并把一个完整的构建按照一定的要求拆分成各个工厂可以直接加工的预制构件，从而有效完成预制构件连接构造和预制构件配筋设计等工作。借助三维 BIM 技术模型来进行构建的拆分设计，能够对各构件间的连接关系给予直观的呈现，其不仅可以拆分设计进行有效的完善，而且还可以有效降低二维图纸设计过程中所存在的设计盲点，降低设计误差的出现，同时该模型也可以避免数据的丢失，从而确保了设计数据的有效传递。

从以上可以看出，预制建筑设计能够在工业 BIM 信息化的背景下融入信息化浪潮，并利用其自身的研发，设计和整合优势。产业链的扩张和流程延伸的实现必将成为新时期工业化建设的创新潮流。围绕这一创新趋势，BIM 对于设计行业将有很多东西可以提供。

参考文献：

[1]陈小飞，施挺.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建筑工程技术与设计，2018（16）.

[2]孙卫坤.BIM技术在装配式建筑设计中的应用实践分析[J].商品与质量，2018（20）.