基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探

陈黎明

摘要：装配式建筑是将建筑所需的零部件在工厂内统一制作，然后运输到施工现场进行吊装，既优化了工期，又提高了建筑工程的设计和施工效率，降低了人工成本，促进了标准化战略在我国的实施，因此对其进行深入研究是非常必要的。随着科学技术的不断进步，越来越多的新技术、新工艺被应用到建筑中，其中BIM技术的应用越来越广泛。在此基础上，本文首先分析了BIM技术的概念，然后讨论了BIM技术在装配式结构设计中的优势，最后讨论了具体的应用。

关键词：BIM技术;预制混凝土;结构设计;应用程序

1 BIM技术

BIM技术是当前施工中解决构件加工和施工中遇到的主要问题的一种切实可行的方法。BIM技术在建筑业的发展过程中，既解决了零件加工、施工等诸多问题，又能有效地降低工程造价的浪费。另外， BIM技术还能对参数化后的相关模型进行最佳化设计，对提高工程质量有很大的帮助。

BIM技术为预制砼结构的设计提供了具体的工艺参数及工艺规范。通过 BIM技术，可以清楚地看到整个建筑的各个细节，从而使混凝土在施工项目的预算中得到最大程度的利用，这对于改善施工项目的施工质量具有重要意义。

2 BIM技术在预制工程施工中的应用优势

2.1可控工期

在建筑设计的预制化阶段，以 BIM技术为基础，以构件库为基准，加强设计单位和施工单位之间的协调，将重点放在生产流程上，使设计流程更加合理。利用 BIM技术进行三维虚拟模拟，引入了时间与人力资源的概念，并适时地引入了人工、材料、施工等因素。

利用 BIM技术对工程项目进行了详细的分析，实现了人力、材料等资源的高效分配，从而达到了节约投资的目的。比如，应用 BIM技术建立了一个三维的建筑工程模型，对各个过程的人力、物力、材料等数据进行了分析，从而减少了施工过程中的风险。

2.2设计和施工一体化

BIM技术在建筑设计中的应用，能有效地解决建筑工程设计中存在的缺陷，提高其准确性和覆盖面。在主体工程中，针对具体情况，对各个检验阶段进行了审查，并在平面、结构和预制 BIM模型的基础上对各个裂纹进行了仿真。另外，在 BIM设计中，根据 BIM的数据，进行相关的计算、测试，直到建立起较为完备的 BIM信息模型，从而为 BIM的设计提供了参考。

2.3三维技术推广的实施与发展

在工程建设过程中，为保证工程质量，在工程建设中不能进行大量的工程实践。因此，在对工程施工进行优化时，必须对工程的具体特点、技术要点及难点进行细致的分析，以推动工程的三维技术形式的优化，特别是对箱体注浆、基础复合支护等多种构件的优化。通过 BIM技术与工程实例相结合，可以有效地提高施工企业的技术效能。

在装配式建筑工程中，质量问题是一个备受关注的问题。但是，我国在工程建设上起步较晚，技术和经验还不够完善，若按原有的方法进行施工，会造成许多问题，特别是在关键部位的钢筋质量无法满足实际需要。

对劳务团队而言，三维建模可以帮助他们确定施工的具体内容和需求，确定影响施工的因素，并据此制订出合理的施工控制措施，实现施工的规范化。

3 基于BIM技术的预制混凝土结构设计思路

在预应力混凝土结构中引入 BIM技术是非常必要的。同时，按照模块化、规范的要求，设定相应的预制构件。在此基础上，依据构件选取的准则，对其进行了优化，构建了一个三维可视化的模型，便于工人对整个建筑物的结构进行全面的认识，从而进一步提高了设计者的工作效率，为工程实践提供了有益的参考。

为进一步提高 BIM技术的使用效率，必须对其进行设计、快速组装，并对待组装施工进行系统规划。在系统上安装了存储器后，就可以通过目录文件对每一栋大楼的功能进行细致的研究，从而帮助用户迅速找到档案。

利用 BIM技术进行系统的设计，实现了基于 BIM的组装模式，从而确保了产品的组装精度和生产效率。在预装完成后，可以将模型输入到分析软件中，对其进行受力分析，并对其进行仿真。利用 BIM技术，可以在任何时候对构件编程中的施工参数进行调整，从而大大缩短了建模的时间和精度。在对结构进行分析之后，可以画出建筑物的草图，用传统的方法来表示，也就是构造图。

同时，构件创造者所写的设计可以划分为系统族、可变族、固定族等多种类型。构成零件库的每一个独立的文档，都能按照零件库中的技术过程进行归类和编辑，以便于以后的浏览和检索。对其进行技术分析，提出了相应的模块化、规范化，既能为具体工程提供详细的设计图纸，又能将其引入到系统中，提高其设计的效率和质量，避免以后的工程运行受到影响。

3.1设计理念

在此部分，以 BIM技术为基础，通过对预制构件进行模块化、标准化和信息整合，获得大量的预制构件信息，以此为基础，构建出各构件的结构混凝土构件库。另外，由于要进行各种产品的设计，可以从产品库中直接挑选出需要的特殊部件，从而极大地方便了设计者进行工程设计。这样既能提高设计者的工作效率，又能极大地提高设计者的工作效率。但是，有关设计者对于预制构件的设计特征，应根据市场的实际需求，制定有针对性的预制构件。这一方法可以有效地推动预制砼结构的开发。

3.2利用Autodeskrevit软件进行3D可视化建模

在此基础上，通过Autodeskrevit软件，实现了二维图形的三维可视化，并依据结构的标准化、模块化，构建了具有高技术集成性的结构的所有组件。在工程项目结构的设计中，采用从工程材料库中直接选取标准构件，可以有效地提高工程设计人员的工作效率。三维可视化的预制结构模型可以帮助设计者与建筑工人进行沟通，并计算工程的数目。

3.3 TeklastStructure在复杂装配结构接头中的应用

TekLastStructure是一款专业的三维建筑造型软件，同时也是世界上最早的一套基于设计理念、详细设计、制造和装配的工程信息模型。采用钢结构深化设计软件对钢结构进行了三维建模，并在此基础上编制了相应的设计图纸。通过对钢件进行三维实体模型的建模，使其具有直观的视觉效果，从而提高了生产和装配的效率。

3.4二次软件开发

通過对Autodeskrevitstructure的二次开发，可以极大地提高设计的效率和缩短设计周期。然而，在二次开发中，系统族部件的内容只能被装入到原始文档中，无法被转换和修改。所以，在开发过程中，必须确保这些文档的正确性，防止其丢失。预制的混凝土结构部件一般被储存在一系列的文档中，目的是为了改善工程的质量和使用寿命。

3.5住房和个人电脑产业化

住宅建筑是人类生活的一个重要组成部分。随着我国经济的发展，住宅工程的工业化进程日益加快。住宅建筑的整体设计需要采用混凝土结构的施工原理。施工部件要按照规范的要求进行合理的结构设计，并按照设计的要求进行生产。而在生产中，要尽量做到对环保物料的合理控制，使用工艺、材料，以达到降低污染、浪费的目的。要对生产过程进行合理的计划，确保各工序的正常运行，并提高零部件的质量。部件制作完毕后，项目的标准件将根据房屋的设计规范进行设计，并将所有的标准件装配到一个3D可视化的模型中。

结语

在 BIM技术的帮助下，预制混凝土结构的设计方法得到了越来越多的发展。建筑产业已成为我国建筑业发展的重要趋势，以有效地降低建筑资源的浪费、推动技术革新、改善工程质量。BIM技术作为一种重要的工业化技术，可以有效地促进预制砼结构的建设，特别是住宅产业化，可以有效地促进建筑业的经济和社会效益。

参考文献

[1]许多.BIM技术下预制装配式混凝土的结构设计分析[J].工程技术研究，2017（12）：219-220.