BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析

2022-12-26李乙

工程与建设 2022年5期

李乙

(华汇工程设计集团股份有限公司台州分公司，浙江台州 318000)

0 引言

当前，BIM技术在建筑设计、施工等环节中得到有效应用。在装配式建筑设计中的应用，能够利用仿真模型直观展现出来，设计人员只需通过模型进行分析，对方案进行完善。在装配式建筑设计中，通过BIM技术的应用，能够实现对各类参数的修改，有效提升设计质量与效率，促进装配式建筑设计的进一步发展。

1 BIM技术与装配式建筑设计

1.1 BIM技术

BIM技术是指将建筑物的物理特性与实体采用数字化形式进行表述的一类方式，通过数学模型的建立，有效实现了数据的共享。BIM技术具备较专业的系统平台，结合平台能够实现对信息的及时修改，设计人员对问题及时进行变更，迅速找到处理策略，提升装配式建筑的安全性，因此在装配式建筑设计过程中得到了有效应用。

随着我国建筑行业的发展，装配式建筑项目建设数量不断增加，为了满足人们生活需求，就要将其与其他建筑模式相结合，对建筑结构设计进行优化。而BIM技术的应用，能够有效提升整体管理水平。其优势可从以下几点进行探究。

(1) 提升方案的直观性。在装配式建筑设计中，BIM技术的应用，能够构建建筑三维模型，将建筑结构直观展现出来，使每一位工作人员都能够通过三维模型对其内容进行直观的了解，进而提高了设计效果，提升了工程建设质量。

(2) 设计内容更准确。装配式建筑设计过程中，需具备完善的资源库，包含与装配式建筑有关的信息。BIM技术自身具备资源库，借助信息技术，实现所有信息的共享，能避免信息丢失现象，为构件生产提供重要保障。采用这些数据，有效提升了设计的准确性，促进装配式建筑的标准化施工。除此以外，还可将家具库融入其中，如门窗、桌椅等，因此，BIM技术为装配式建筑设计提供可靠保障。

(3) 提升施工质量与效率。应用BIM技术，可结合各数据制作建筑模型，进而避免问题的存在。将BIM技术应用于装配式建筑设计施工中，不仅能够提升设计质量，还能够促进施工质量和效率的提高。

1.2 发展方向

装配式建筑属于一种新兴的建筑方式，当前具有广阔发展空间，且具备较多市场优势。随着时间推移，装配式建筑将会占据建筑市场，取代传统类型的建筑方式，装配式建筑结构将来会向着更加环保、便利方向不断发展。

2 装配式建筑中的问题

2.1 设计质量有待提升

当前，我国装配式建筑尚处于初级阶段，尤其是设计过程中仍存在较多问题，设计水平有待提升。一是装配式设计结构相关技术发展较慢，在装配式结构设计中遇到较多问题且无法及时得到处理，导致装配式建筑结构设计过程中缺乏严谨性，进而影响到施工安全；二是装配式建筑结构设计水平不高，当前设计人员对装配式建筑结构的设计工作仍处于发展阶段，缺乏先进的检测技术对结构进行检查，只靠设计人员依据经验对结果进行模拟，导致设计不当等问题时有发生，无法从根本上提升设计质量。设计人员在设计时无法及时发现存在的问题，也埋下了安全生产事故的隐患。

2.2 预制构件设计水平不高

当前，在装配式结构的设计过程中，预制构件专业化程度不高。究其原因，一是由于预制构件自身较复杂，对设计人员专业水平具有较高要求，设计人员在绘制图纸时若是在尺寸、样式等方面稍有差池，就可能引发一系列安全隐患；二是当前预制构件检测水平不高，检验技术薄弱，导致其专业化程度不高，不利于设计水平的提升。

3 BIM技术在装配式建筑设计中的应用

3.1 图纸设计的应用

装配式建筑设计中，图纸设计是一项重要内容，对预制构件数量及其型号产生直接影响。通常而言，预制构件生产厂家结合设计图纸对实际需求进行判断后再进行生产。一旦设计图纸出现问题，就可能造成严重的经济损失；装配式建筑对精密性具有较高要求，设计的图纸对整个建筑项目稳定性产生直接影响，同时也对施工人员人身安全产生重要影响。传统装配式建筑设计过程中，设计人员往往要消耗较多时间与精力在基础信息如土壤密度、黏性等的搜集整理方面，且无法及时对其进行有效处理。而BIM技术的应用，能够使这些问题得到快速处理，能迅速完成基础信息收集过程且对其实现有效分析，进而对施工实际情况进行模拟，可帮助工程人员选择适合的施工区域。此外，BIM技术还可将各构件尺寸、型号等内容输入到数据库中，通过信息技术使其采用三维模型展现出来，再将这些构件与模型进行匹配，观察搭配效果，发现问题可及时做出修改。除此以外，BIM技术的联动性，还能够使设计人员在对某一参数进行修改时，其他参数也发生变化，不仅提升了建模效率，还便于设计人员对整体效果的观察，以及时发现存在的隐藏问题。

3.2 结构模型与分析模型的转换

装配式建筑进行设计时，通过BIM技术的应用，将在计算机软件中融入建筑模型，通过软件的对比分析，有效提升结构的整体性，进而建立完善的结构模型。一般来说，对多视图进行分析时，需做好标注，并采用文档的形式，及时对图纸进行保存。在软件实际进行操作时，BIM模型在转换时，多数数据会丢失，也会存在失真的现象，对无缝衔接造成不利影响。这就要求管理人员采用分工操作的形式进行修改，尽量降低影响。在执行期间，管理人员改正分工操作，从这一方面可知，BIM技术也存在着一定的限制性。在实际进行设计时，设计人员由结构分析向BIM转化问题进行研究，避免后续问题的产生。转换期间常会存在错位、梁端钢筋较长等问题。为了降低这一现状，则要求相关人员进行维护，并指派专人进行检查，提升整体处理水平。

3.3 规划与调整中的应用

装配式建筑设计人员在设计过程中，由于BIM技术发挥着重要作用，从管理角度分析，需坚持一致性原则，且对预设参数进行分析。此外，还要确保装配式结构尺寸满足项目建设的实际要求，建立完善的数据模型，优化施工方案，对施工图纸与内容进行全面了解。如果指标设置得不合理，就会导致成本增加，进而延长工程期限。BIM技术的应用，使设计人员在模型过程中，一旦发现数据错误，即可随时进行修改。但需注意的是，设计人员需对信息进行准确掌握，同时将结果控制在合理范围内。

3.4 埋件布置

装配式建筑设计期间，预埋件拆分步骤要详细。需采取内嵌式方法，提升预埋件整体质量与效率。对于梁板钢筋吊环，需采用吊钩状构件。结合工程实际情况，对其进行科学布置，同时对钢板高度及其预制柱墙做出适当调整。在实际设计过程中，相关参数还需全员进行参与，将墙板连接情况真实体现出来，工作人员在对梁结构进行调用或平移过程中，还要采用吊钩钢筋，提升埋件整体效果。

3.5 钢筋设计

在进行装配式建筑设计时，要确保拆分与构造原则相符，同时对钢筋位置进行准确定位，并适当做出调整。同时，还可应用二次开发程序，获取钢筋数据信息，并结合布置原则，对其进行优化。布置钢筋时，应坚持以下几点：一是科学设计后浇段，确保套筒安装的有序开展；二是确定梁段最大值，科学设计钢筋需加密区域，进而保证其适合的间距与数量。BIM技术的应用，可实现纵筋与箍筋的合理设置，为后续施工的开展打好基础，促进装配式建筑设计水平的提升。

3.6 各项检测中的应用

装配式建筑在施工过程中，包含较多部门，各部门之间关系一旦出现问题，势必会影响施工质量，甚至造成安全隐患。而将BIM技术应用于装配式建筑中，能够实现对各部门工作的测量与计算，避免施工中交叉问题的产生，提升施工方案的可行性。此外，装配式建筑会用到大量原材料，原材料质量对工程整体质量有着重要影响，通过BIM技术的应用，可结合工程实际所需，对材料数量与应用位置进行分析，并及时做出调整，避免施工期间问题的产生，减少成本损失，提升项目使用时长。

3.7 项目施工中的应用

将BIM技术应用于装配式建筑施工中，能够有效提升装配效率，在大范围内实现同步作业。在实际施工中，施工单位利用BIM技术建设信息沟通平台，提升通信质量，再利用网络技术与BIM技术相结合，实现对施工过程的协调管理；同时，对生产、安装等进行跟踪管理，对单体构件及其总体施工进行实时监控，以提升项目施工质量水平。

3.8 项目维护管理的应用

在装配式建筑投入使用后进行维护与管理过程中，应用BIM技术可实现对整个过程的监控，进而实现构件的修复。例如，在后期维护与管理工作中，一旦发现构件出现损坏，BIM模型就能够将构件信息显示出来，并将其传到维修厂，进而实现智能化更换处理。在对构件加固处理过程中，应用BIM技术还可实现对加固情况的反馈，再采取有效的加固方法。因此，BIM技术在后期维护管理过程中的应用，可实现对信息的全面监控，为构件维护与管理提供准确数据，促进后续工作的有序推进。

3.9 各专业协同，减少误差

想要形成装配式建筑，先要预制好配件，再将配件运输到施工现场，最后将配件进行吊装与拼接，形成完整的建筑物。从设计预制构件到生产，再到拼接与装修，各环节都需专业人员协同设计。协同设计在整个工程中可从以下方面进行分析：一是专业内的协同设计，在专业内部对设计工作进行深化；第二，专业间的协调设计，即不同专业间先碰撞检测，然后发现问题及时做出调整。前者设计过程中，需严格按照规范要求开展，促进各专业间功能需求得到满足，而后者则是依据施工要求，使业主所需功能得到满足。在装配式建筑设计施工过程中，各专业人员要互相配合、通力合作，才能够高质量地完成装配式建筑工程。

4 BIM技术在装配式建筑设计中的应用策略

4.1 提升技术人员综合素养

BIM技术能够与相关部门及其员工互相合作，在处理装配式建筑设计问题中发挥着关键作用。为了更好地将BIM技术应用于装配式建筑工程中，还要技术人员具备专业知识。BIM技术在工程设计与施工中作为一种新型技术，发挥着重要作用，为了有效提升技术水平，相关企业就要完善选拔与培训制度，对技术人员进行有效培养，提升其综合素养。

4.2 强化技术管理

施工人员应掌握BIM技术的使用特点，充分发挥出BIM技术的优势，对建筑施工进行针对性部署。例如，工作人员利用BIM技术可视化优势，在规划设计过程中，展现模型效果，帮助工作人员对施工完成后的效果进行直观的了解。此外，结合BIM技术协调性、仿真性等优势，对使用位置进行准确定位，提升技术应用效益，优化建筑规划，提升整体施工效果。