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基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术探讨

发表时间：2020/11/18 来源：《基层建设》2020年第22期作者：秦林

[导读] 摘要：目前，随着科学技术的发展，装配式结构设计要求也不断提升，传统装配式结构设计方法已不能够满足当前设计需求，并且还会对装配式结构发展产生一定的制约，BIM技术是建筑工程设计中广泛应用的一类技术，若将其应用于装配式结构设计之中，将会充分发挥BIM技术的优势，促使装配式结构设计更加科学有效。

        滕州市善源建筑设计咨询有限公司山东省 277599
        摘要：目前，随着科学技术的发展，装配式结构设计要求也不断提升，传统装配式结构设计方法已不能够满足当前设计需求，并且还会对装配式结构发展产生一定的制约，BIM技术是建筑工程设计中广泛应用的一类技术，若将其应用于装配式结构设计之中，将会充分发挥BIM技术的优势，促使装配式结构设计更加科学有效。因此本文主要研究基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术，从而为相关装配式结构设计及建造工作人员提供参考。
        关键词：BIM技术；装配式结构；结构设计；建造技术
        建筑行业是促进我国国民经济快速发展的关键行业，伴随科技的不断进步，传统建筑设计法已经不能够对现代化建筑需求进行满足，人们也越来越重视建筑设计与建造过程中的绿色环保工作，因此，应该对传统装配式结构设计与建造方法实施改革，随着BIM技术的出现于应用推广，使得装配式结构设计与建造具备了实现现代化的条件，使每个过程和环节的相关信息均能够实现有效集成，使建造环节容易出现的脱节现象得以有效避免，并且能够对构配件的整体需求量进行全程化控制，使建筑行业得到了有效的技术职称，从而能够推进建筑业发展。
        1.BIM技术以及装配式结构的概述
        1.1BIM技术概述
        BIM技术也称建筑信息模型，该技术应用于建筑业之中促进了建筑业信息化发展，通过三维信息技术可将所有工程数据信息纳入到工程模型之中，施工工程设计及施工实现一体化，并确保各工序均可实现相互协调。并且BIM技术具有可视化、可协调性、可模拟性等突出特点，将其应用于装配式结构建筑中，不仅能够在设计过程中进行模拟施工，从而找出设计中存在的不足，并予以改正，而且还能够针对一些紧急情况制定有效的应急处理方案，从而保证施工的安全性。
        1.2装配式结构概述
        装配式结构一般指的是将与之混凝土构件采用一定连接技术来实施装配的一种混凝土结构，该结构是建筑工业化发展的具体体现，通过在工厂中对建筑构件进行预制生产，然后再将构件运送到施工现场进行装配安装，与传统混凝土结构相比，装配式结构的建设效率更高，且能够节约人力资源，实现节能环保，但在具体应用中也受运输条件影响，且设计的难度比较大，现阶段，装配式结构包括剪力墙结构、框架结构以及框架-剪力墙结构。
        2.BIM技术在装配式结构设计中的应用
        在当前装配式结构设计之中，不仅需要一改以往传统装配式结构设计思想，而且还应该将装配式结构设计方法也进行改变，而BIM技术在装配式结构设计中的应用则主要表现在设计思想以及设计方法两个层面。
        2.1基于BIM技术的设计思想
        在传统装配式结构设计之中，一般是以现浇结构为参照实施设计的，而且还需要对预制构件的设计进行深化，最终在施工现场完成装配，此设计思想所需设计的构件种类过多，导致构件工业化生产受到了限制，因此，在当前先嗲话装配式结构设计中，必须转变此设计思路，保证装配式结构设计能够满足人们需求。所以应用BIM技术能够有效促进构件标准统一，并形成预制件库，在设计过程中，可从预制件库中对现有预制件进行选择，并构建设计步骤，从而使设计时间及成本减少。
        2.2基于BIM技术的设计方法
        传统装配式结构设计之中，设计的预制件型号和尺寸均比较多，无法满足工业化以及标准化的设计要求，所以应该通过BIM技术将此现状进行改变，保证装配式结构设计方法能够满足结构建设需要。
        2.2.1预制件库的构建和形成
        在通过BIM技术进行装配式结构设计中，对预制件库进行设计是关键，预制件库的构建和形成是设计BIM模型的根本，通过将预制件库构建，能够促使预制件的通用化和标准化，使工厂在制件过程中更加便捷，从而使各类建筑需求得以满足，在对预制件进行标准化设计过程中，应该以各结构类型为依据设置相应的预制件，并且还应该依照跨度、荷载等方面对预制件实施分类，将预制件集合予以构建，从而构建并健全预制件库。
        2.2.2 BIM模型的构建
        完成预制件库构建工作后，便可通过相关设计要求在库中查询，同时还可将相关的BIM模型进行构建，BIM模型的构建主要是对装配式结构进行预设计，从而保证装配式结构的安全性，完成设计后还需进行分析及符合，通过各种方法对BIM模型进行调整及优化，确保其食用的有效性和可靠性，然后方可在施工工序之中应用。

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        2.2.3 BIM模型的优化及分析
        BIM模型经分析及复核后方可投入到实际应用之中，从而保证结构安全性，并保证最终设计方案的合理性。若分析及复核与相关规定不符，则需要在预制件库之中选择更为科学合理的构建来实施替换，然后再实施分析及复核，直至模型能够对设计要求进行满足为止。
        2.2.4 BIM模型的实际应用
        BIM模型能够对相关设计要求满足之后，便可以投入到实际应用中，在装配式结构工程实际建造时，可通过BIM模型模拟施工进度，从而使预制件个过程均可得到有效合理的规划，进而实现工程科学化管理。
        3.基于BIM技术的装配式结构建造关键技术
        3.1基于BIM技术的装配式结构预制件库构建
        在进行装配式结构设计过程中，BIM技术发挥的作用主要是实现各类建筑信息资源的共享，设计单位和预制件单位应该对预制件库实现共有，当设计人员进行结构设计时，可通过预制件库查询，以免预制件的工艺过于复杂化，以免使预制件的制作难度增加。首先，装配式结构在设计时应该依据相应结构体系来实施；其次，所入库的预制件均应该实施编码，从而有效区分预制件，以免影响预制件实际使用；最后，预制件入库需要以统一标准为依据来进行，只有保证入库的准确性和有效性，方可将预制件库的作用得以全面发挥。
        3.2预制件的选择和分类
        （1）预制件的选择
        在预制件库之中，应该确保预制件的标准性和通用性，并且预制件应该依据当前装配式结构体系实施有效分类，各种体系对相同类型的构建存在较大区别，所以应该单独进行设计。针对已分类预制件应统计其控制因素，例如，预制板受力特性主要在于板荷载和厚度等方面，所以应该以相关受力因素为依据实施分析统计，并进行制作入库，但对于结构中的柱、梁等结构而言，其受力情况较为复杂，故在进行构件划分时，应先进行预制件统计，然后对其进行归并，使主要控制因素造成的影响降低，使预制件更加科学。
        （2）预制件的分类
        因当前装配式结构有所差异，故在对预制件库进行构建时，需要以装配式结构体系为依据实施分类，从而为预制件入库以及检索提供条件，为了使预制件库的便捷性得到提升，应该以预制件分类将储存结构进行构建，从而保证预制构件体系的规律性。通常来讲，可依据建筑、设备、结构等功能的不同实施细分，从而保证预制件库检索更加详细。
        3.3预制件库的具体应用
        在对装配式结构设计方法之中，预制件库属于重要内容，相关设计工作应该将其作为基础方可有效开展。在对装配式结构进行设计时，首先应该以相关设计需求为依据对实际标高进行确定，然后通过有效的装配式结构体系结合预制件类型的合理选择，对预制件梁柱的协调性进行充分考虑，之后对其他构件进行布设，从而实现BIM模型设计工作的完成；其次，需要对BIM模型进行分析及符合，若未出现问题，则可将结构设计方案进行确定，若未能够满足要求，则需要重新对预制件类型进行选择，并将之前的予以替换，然后在进行分析以及复核，直至达到设计要求为止；最后，将其应用到实际工程之中。
        4.结束语
        综上所述，在装配式结构设计之中，BIM技术发挥着突出作用，需要在BIM技术的应用下，结合装配式结构的特点，合理运用其设计及建造关键技术，从而保证装配式结构设计的合理性。
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