彭福波 石永春 冉昊
中建五局第三建设有限公司 湖南省长沙市410116
摘要：近些年，装配式建筑的高效率、低成本、节能环保等优势被建筑行业所重视，越来越多的建筑企业开始改变传统的建筑工程模式，开始在项目工程中运用装配式建筑。BIM技术作为主要的信息化技术手段在建筑设计、生产运输、施工安装等阶段广泛运用，助力装配式建筑的迅速发展。
关键词：装配式建筑,结构设计;BIM技术;应用
引言
科技水平带动着人们生活水平质量的提高，在工程设计施工中人们越来越注重施工效率、节能环保，装配式建筑能很好地解决这一问题，在建筑行业中得以快速的推广与发展。目前BIM技术的应用能实现多专业的协同发展、高效率的完成参数化建模，推动建筑体系化、设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修部品化和管理信息化等全产业链工业化生产方式的革新，所以在装配式建筑结构设计中得以广泛应用。
1BIM技术的概述
BIM技术的经过10多年的发展和应用，早已不止在传统建筑施工、识图带来了方便，同时也为装配式建筑的设计、预制生产和快速建造带来了变革。BIM技术主要采用信息手段，整合建筑所有的信息，从设计、生产、施工到运营维护各个阶段建立相关数据模型，适时提供相关信息，对建筑实体和各类功能特征进行准确的数字化表达。另一方面，BIM技术可以实现不同阶段不同部门数据的共享，使模型更具可视化、协调性、完备性、一致性和关联性等特征，做到多部门协同作业，提高效率。
2BIM技术在装配式建筑结构设计中的优势
2.1提高设计效率
相较于传统工程设计，设计人员需要开展许多诸如工程信息采集、数据分析和参数计算等具有高重复性、基础性的工作，以及各项设计参数、相关施工规范的对照分析等工作，利用BIM技术的装配式建筑设计仅需要工作人员将相关的工程信息和设计标准导入软件，就可实现在短时间内设计出切实可行的方案，并找出方案中存在的具体问题，代替了人工绘图和数据采集等设计工作。
2.2推动模型可视化与仿真化发展
BIM技术具有出色的可视化和仿真化特点。作为一项复杂的建筑结构设计项目，通常只有专业的工作人员才能理解相关专业术语和信息，但实际展示中还要向非专业团队展示建筑结构设计成果，因此设计人员可利用BIM技术将设计转化为可视化的结构模型，确保建筑团队的工作人员更清楚的了解工程师的意图。同时以装配式建筑的工业化生产方式为基础，建筑结构体系与建筑内装体构成开放住宅建筑体系，体系具有系统性、适应性与多样性，部件、部品具有通用性和互换性。运用BIM技术根据顾客需求快速调整设计方案。
2.3提升建筑行业的专业化水平
BIM技术可以通过建立可视化、模拟性的建筑模型来对整体项目进行合理的规划部署，并运用NavisWork软件将进度计划与BIM模型关联，实现动态模拟不同施工阶段施工部署的合理性，进一步优化装配式建筑结构设计。可以说，在装配式建筑设计中应用BIM技术能够充分实现信息化与工业化的有机结合，既大幅提升了装配式建筑的科学性和专业化水平，同时也提高了建筑行业的完善程度和智能化建设。
3装配式建筑结构设计中BIM技术的运用
3.1数据管理的应用
对于装配式建筑结构设计不仅考虑施工便利、高效，而且更重要的是施工以及生产构件的精准度。为此，在构件出厂前，务必保证其尺寸的精准，力求施工中的刚度和稳定性。一般预制构件设计生产成型后，不得随意开槽、开洞，这也是为结构安全考虑。一旦出现设计修改，关联的多张图纸需同时修改，工作量比较大，效率比较低，同时如果人工审图修改，有可能会出现二次错误，准确性得不到保障。而利用BIM计算可以实现协同作业，自动核实相关参数，具有可视化、效率高的特点。
BIM的数据管理不仅体现在构件生产过程中和校核精度过程中，而且在构件的设计、现场吊装以及运输和后期运营过程中应用也比较频繁。数据的共享为施工中不同参与者提供了方便和协同。
3.2预制构件的应用
装配式建筑工程施工过程中最重要的部分就是预制结构的构件，这是保证装配式建筑工程质量最关键的部分。在工程施工前对预制结构的设计及施工后对构件的生产都能够体现BIM技术的应用。在工程的设计阶段，BIM技术利用其高效的数据搜集处理功能，将建筑工程的信息进行整理，对这些信息进行参数化处理，通过BIM模型设计出合理的方案，同时借助BIM技术的模拟手段对工程设计进行检测勘验，减小工程图与实际的误差，及时修改优化不合理的设计结构，有效提高了预制构件的科学性和标准化。在预制构件的生产中，同样运用了BIM技术的数据尽可能减少图纸与实物构件之间的误差。通过BIM技术将构件的信息数据传递给生产商，让生产商直接了解构件的尺寸大小、材料使用，能够提高构件的质量和精确度，提高装配过程的效率。
3.3建筑规划
合理使用BIM技术，能在建筑规划阶段发挥出良好的效果。首先，可以对场地通过无人机进行勘探，通过BIM技术进行建模选址，可以在众多的地理信息中选择最适合该工程建筑的地点，能够有效地降低环境对设计的冲突和影响。BIM技术能够将场地信息与空间信息统一结合分析，帮助工程项目总体负责人科学选定项目建设区域。其次，可以运用BIM技术调整工程图纸，通过将实地环境中的建筑设计进行相应比例的缩放，使建设的图纸模型与实际结构和材料能够相互关联，例如：建设某一个构件的模型，使其参数与整体构件模型进行关联，调整其中一个数据时，其他相关联的数据会随着变化进行相应的改变，方便设计师对设计方案进行修改，减少修改中出现的误差。最后利用BIM技术可以调节各个方面的矛盾，例如在改变某一数据时，其他相应数据同时改变，不需要设计师一一修改，减少其中存在的误差，防止出现设计与施工不符的现象发生。同时，利用BIM技术可以将装配式建筑设计中的各个环节进行调节，消除其中矛盾，增强建筑设计的合理性和可行性。
3.4埋件布置设计
由于埋件的布置方式较为复杂，并且数量较多，在设计时需要对其进行细致分析，设置好每个埋件的具体位置。利用BIM技术能够对埋件进行预埋处理，使用模型将预埋方案展现出来，使埋件布置设计的效率得到有效提高。通过BIM技术对信息的识别和分析，能够合理地选择埋件的内嵌组和吊钩形状。结合实际的墙体建筑对梁结构的大小和形状进行设计，使梁结构的参数与建筑预留洞口的设计更加相符，避免开洞不良导致墙面结构被破坏，有效地提高梁结构设计的质量和准确度。
结束语
将BIM技术应用到装配式建筑结构设计中是现代建筑发展的必然趋势，在实际的工作中应该充分发挥BIM技术的重要效用，强化装配式建筑结构设计BIM技术的应用，还需要结合实际需求，高效制定设计方案，不断优化装配式建筑设计，提高设计效果，使得设计与建筑质量得以保证，促进我国装配式建筑结构设计朝着现代化与智能化方向持续发展。BIM技术大大提高了工程装配施工的整体效率，同时达到了建筑施工装配阶段的绿色环保的要求，促进了装配式建筑工程在整个建筑施工过程中的合理优化，提高施工水平。
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