装配式建筑设计的BIM方法应用解析

文/张璐 江苏中意达建筑设计有限公司 江苏连云港 222000

在对装配式建筑进行设计过程中，通过BIM技术的应用可以有效的提高设计效率以及施工效率，目前我国正在大力倡导节能减排，而建筑行业也正在向这一目标转型，而装配式建筑具有很好的节能效果，将BIM 技术应用其中可以有效的提高资源的利用率，实现建筑行业的可持续发展。

1、装配式建筑与BIM 技术概述

1.1 装配式建筑

预制装配式建筑（Prefabricated Concrete，简称PC）与传统的建筑工程施工方式区别比较大，对于建筑构配件，首先以工业的方式进行生产，然后在施工现场进行安装，体现出现代建筑工程施工的工业化特征。装配式建筑工程的施工特点为生产效率较高、现场作业比较少，并且不容易受到季度的影响。

1.2 BIM 技术

所谓 BIM 技术，也就是建筑信息模型的简称，其主要是根据工程项目的各种数据信息为基础，从而建立起来的一种三维建筑模型。而且BIM 技术还能借助数字仿真模型将工程项目的各项真实信息完美的模拟出来，帮助相关的管理人员对工程项目进行更加准确和精细化的管理。

2、BIM 技术的特点

2.1 可视化

通过BIM 技术构建出建筑模型是透明的，因此可以将项目结构的各项信息完全的展示出来，这样就完美的避免的了隐蔽工程中的隐患问题。这也是BIM 技术最大的特点，由于其可视性，使得设计人员不必依靠大脑的想象，而是可以直接看见各种工程结构，这也使得设计人员不必总是面对二维图纸，然后为了图纸的可操作性，还需要在图纸上标注各种建筑信息，不仅不利于施工人员的施工操作，对于设计人员来说也容易出现一些隐蔽性问题不易发现，极大的增加了设计人员与结构模型的互动性，从而可以全面掌握结构设计信息。

2.2 协调性

BIM 技术具有很强的协调性特点，因此无论是设计人员还是施工单位都可以利用BIM 技术协调施工中的各项工作，从而有效的解决施工以及设计过程中的各项难点。如果在实际施工中遇到难以解决的问题，可以协同施工人员以及设计人员，利用BIM 技术对问题进行具体分析，并且同时可以利用模拟操作来探索最为有效的解决方式，而且利用三维模型，施工人员与设计人员的沟通是无障碍的，而如果利用传统的二维图纸，则很可能忽视各专业之间的碰撞问题。例如布置电梯井时，还要考虑到与其他设计的衔接问题，协调好净空高度；再例如在进行防火分区设计时，要协调好和暖通管道之间的关系，但是这些内容在二维图纸上很难直观的显现出来，需要设计人员有很好的三维立体思维，一旦处理不好，就会给实际施工造成非常大的障碍，出现管线碰撞的问题。

而通过BIM 技术，可以有效协调工程中的管线碰撞问题，并且可以实现施工方、设计者以及业务无障碍交流，当施工单位有不理解的地方，可以直接通过BIM 技术建立的三维模型将问题指出来，如果在设计方面存在一定的结构设计不合理的地方也可以直接与设计人员交流，有效的避免了返工问题。

3、装配式建筑设计的BIM方法应用实践

3.1 工程概况

某一栋三层别墅为装配式结构，工程的建筑面积 372.2m2，其结构体系是整体装配式混凝土异形构件结构体系。在对该工程进行设计时，选择 BIM 技术，Revit 软件对工程的模型进行创建，并通过对模型的分析进行结构优化设计。

3.2 基于BIM 的构件深化设计实践

3.2.1 构件拆分

首先将该工程的各个结构数据导入到 Revit软件中，形成一个三维立体模型，在该结构模型中主要涵盖了界面轮廓、钢筋信息以及施工材等内容，然后对该模型进行局部的修正，继而对其进行构件拆分。在拆分过程中，首先要在 Revit中使用 Dynamo 对构件进行可视化的编程，而且还要在整个结构模型中将现浇构件拆分成多个部件，然后再将这些部件进行组件，最终完成构件的拆分工作。

3.2.2 钢筋创建

在对工程钢筋创建时，要特别注意工程构件中的钢筋构造要求和拆分要求，不断完善钢筋的布置流程，同时还要调用二次开发程序，对建筑工程的钢筋参数信息不断完善，将钢筋材料合理的布置在预制构件中。此外在进行预制梁设计过程中，在布置钢筋时要严格遵循以下几点要求：①从梁跨中后浇段中断开纵筋的过程中，后浇段甩开的长度能够满足套筒安装的尺寸。②在梁端方面，要选择最大值，同时还要考虑到预制梁钢筋的加密范围。

3.2.3 埋件布置

在建筑工程埋件布置方面，需要严格依据建筑工程预制构件埋件布置规则进行布置设计，比如，在进行该建筑工程梁柱埋件布置过程中，首先需要构建包含有埋件的内嵌族，同时，还应该注意，对于梁、板中钢筋吊钩环，还需要对其吊钩形状进行优化设计，选择适宜的布置位置。 对于预制柱上埋件，在布置环节，可以建立专门的预制柱族，同时，将预制柱的墙-柱连接处，钢板的高度设置为实例参数，然后再进行参数化调整，即可在 Revit 软件中，将所有参数进行关联，形成全局参数。梁上吊钩通过调用 Dynamo 中的点平移，可以建立吊钩形状多段线生成吊钩钢筋，从而准确确定吊钩在梁上的位置参数，这样即可完成梁上吊钩布置。 对于建筑工程墙板中埋件布置，可以在 Tekla 中应用自定义组件来完成，在 Tekla 锚栓埋件命令的实际应用中，首先需要定义埋件的尺寸以及相对位置，然后选中墙体，并进行埋件布置，如图 1 所示。

图1 墙板埋板布置

结语：

综上所述，随着我国建筑行业的发展，装配式建筑以其独有的特点获得了迅猛的发展，作为一种新型的建筑方式在实际设计时，需要各个专业进行高度的协调配合，在设计的每个阶段也要有合理的衔接，而BIM 技术正好可以给装配式建筑提供一个协调的平台，提高设计师的工作效率，降低设计错误，从而推动装配式建筑的进一步发展。

[1]董苏然，许晓文，付素娟.BIM 技术在装配式建筑设计中的应用实践[J].建设科技，2017（03）：37～39.

[2]魏辰，王春光，徐阳，石磊.BIM 技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].中国勘察设计，2016（11）：28～32.

[3]魏辰，王春光，徐阳，石磊.BIM 技术在装配式建筑设计中的研究与实践[J].中国勘察设计，2016，11：28～32.