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BIM技术在装配式建筑设计中的应用探讨顾定芳杨宇峰

发表时间：2021/7/2 来源：《城市建设》2021年7月作者：顾定芳杨宇峰

[导读] 建筑行业带动我国经济的发展，随着人们生活水平不断提高，对居住的要求越来越高，在建筑工程质量的好坏也是人们关注的话题。BIM技术的使用可以确保工程的顺利进行，以及各方面的部署和后续管理工作的集成。BIM技术的使用为建筑设计过程提供了大量的应用数据。

华汇工程设计集团股份有限公司顾定芳杨宇峰

摘要：建筑行业带动我国经济的发展，随着人们生活水平不断提高，对居住的要求越来越高，在建筑工程质量的好坏也是人们关注的话题。BIM技术的使用可以确保工程的顺利进行，以及各方面的部署和后续管理工作的集成。BIM技术的使用为建筑设计过程提供了大量的应用数据。
关键词：BIM技术在；装配式；建筑设计；应用
        引言
        目前，中国的现代化进程已取得了长足进步，城市化建设的步伐也在加快。城市发展创造了许多就业机会，改善了城镇居民的生活条件。在这样的背景下，建筑工程设计师需要结合当前的科学技术水平不断优化装配式建筑设计，满足人们对建筑外观、舒适性、功能性的需求。在装配式建筑设计优化的过程中，建筑设计师务必以确保装配式建筑的质量为设计前提，满足人们的需求，促进建筑业的发展。
        1BIM技术在装配式建筑设计中的价值
        BIM技术即建筑信息模型技术，是建筑物功能特性与物理实体的数字化表达，包含建筑项目全部的工程数据模型，主要是从建筑设计阶段到后期运营维护管理的各种相关信息，具备一致性、关联性、完备性的特征。实现了建筑信息在不同部门、不同阶段的信息共享和数据的传递。随着中国建筑行业和BIM技术的不断发展与进步，BIM技术逐渐展现出与建筑工程行业的适用性、高效性和先进性。BIM技术在建筑行业不断受到承包商与工程师的关注与认可。近年来，装配式建筑在我国逐渐增多，新型的建筑方式需要各方面紧密配合，各个阶段也需要紧密衔接，要求在管理方面也需要更加严格。而BIM技术为装配式建筑提供了一个高效的平台，提高建筑工程的速度与效率，减少了工作中的失误，避免了建筑工程返工的情况，有效降低了工程的成本，推动了建筑行业科学高效的发展。BIM技术在装配式建筑中主要应用在两个方面：第一，改进预制构件库存和现场办公。BIM技术可以实现电子信息管理，减少了手工检测和统计中出现的误差，有效节省了人工成本。第二，提高工程质量，BIM技术可以为建筑工程提供有效的三维建筑模型，对施工周围环境和施工情况进行模拟，有效改善施工中可能出现的问题，提高了建筑工程的质量。
        2BIM技术在装配式建筑设计中的应用
        2.1装配式建筑规划
        随着科学技术的持续深入发展，工程建筑的规模也不断壮大，导致工程建筑对建筑设计的要求越来越高。在装配式建筑设计规划阶段，科学合理地运用BIM技术，能够保障建筑方案不断优化发展，发挥出建筑设计最好的效果。对于装配式建筑场地的选取而言，通过运用BIM技术，能够有效地结合建筑场地的环境因素与建筑项目的工程指标相贴合，降低环境对于工程质量以及施工进度的影响，选择最适合工程项目的施工场地。对于装配式建筑图纸而言，BIM技术可以通过参数模拟施工的实际环境，模拟真实的建造材料以及实际的建造结构，并且通过关联材料分析材料变化所产生的影响，进而方便设计师不断优化设计方案，减少实际建造产生的损失。同时BIM技术还可以将二维图纸以直观的三维图形展示，使得装配式建筑施工更加立体，并且容易找到其中存在的错误并加以改正。对于施工控制而言，BIM技术能够有效地缓解不同建造部门所产生的矛盾，比如在施工过程中一个部门的施工流程或者材料发生了变化，其他部门的施工方案会同步做出对应的改变，减少了因为沟通不及时所带来的障碍，增加了整体施工流程性，确保了可装配建筑的科学合理性以及可行性。
        2.2BIM进行结构设计优化
        第一建筑中常用的BIM模型基于三维数字技术，创建用于数字空间测量和站点高度计算的数字高程模型。以“分析位置”模型为例，设置“绝对高度”值，读取DVG或DGN格式的3D轮廓数据，最后将其读取到read文件中以创建地理位置。第二空间分析的内容包括海拔分析和空间分析。具体包括高度分析、边坡分析、形状分析、排水分析。

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绿色建筑的设计可以使用BIM架构软件Civil3D分析高度。坡度分析根据坡度将站点与不同位置分开，并为道路设计提供了基础。第三在设计的初始阶段，BIM技术用于科学分析项目的天气情况，以及建筑物的光、风和热效应，以确定建筑物的最佳结构。设计者可以考虑使用太阳能，以实现绿色节能目标。在分析冷空气时，将依据建筑物相关数据来确定。在建筑物的热分析结果中，蓝色是冬天，红色是夏天。
        2.3创建建筑信息数据库
        装配式建筑在设计过程中，通常会产生大量的数据信息，设计人员需根据相应的数据信息完成对建筑的整体设计。但是，由于建筑设计的数据信息相对繁多，并且较为复杂，若采用人工的方式对数据进行整理，则会产生较大的工作量，在人工数据统计中还出现相应的误差，影响建筑方案设计的准确性。因此，在数据信息的应用中，应当采用BIM技术，创建建筑信息数据库，通过数据库系统可有效收集装配式建筑工程的各类信息。在收集完成后，并自动将其进行有效整理，便于设计人员对数据信息进行有效分析，提高数据的使用效率。并且，BIM技术还具有自动化的功能，利用该技术可准确计算实际的建筑工程量，有益于计算装配式建筑施工过程产生的成本，对建筑工程整体进行预算，能够有效对成本进行良好的把控。同时，在实际的建筑施工过程中，通过BIM技术创建的数据库，能够对数据信息进行充分保存，便于工作人员在后期施工过程中对数据信息进行全面分析，促使建筑施工的内容更加全面，进一步提高装配式建筑工程质量
        2.4碰撞检测与钢量设计
        装配式建筑难以避免的是各个部分管线与建筑部位所产生的碰撞情况，传统的建筑设计方案难以有效解决这一矛盾，不同部位的管线交接处存在重叠，以及管线交接处于建筑部位之间的距离过大都会对装配式建筑带来安全隐患。运用BIM技术，可以对管线与建筑部位之间的碰撞进行碰撞检测并生成检测报告，设计人员可以通过检测报告对不同的碰撞点进行标记分析，改善其中存在的不足，确保装配式建筑设计方案的可行性。另外，在装配式建筑中，钢材的使用与分布是建筑质量的保障，因此在装配式建筑中需要明确钢材的用量以及分布位置，保障建筑的稳定性。运用BIM技术，可以通过三维建模对整个装配式建筑进行可视化分析，精准标注工程钢筋的分布情况，如果梁跨以及梁端的钢筋用量过少，能够及时地进行修正，防止在实际安装过程中出现因为梁跨、梁端不稳或者设计不合理而导致建筑物出现塌陷、裂缝等情况，造成生命财产损失。除此之外，装配式建筑设计还需要运用BIM技术构建安全辅助方案，设计辅助承重结构，提高装配式建筑的生命周期，保障装配式建筑能够长期稳定使用。
         2.5叠合梁节点设计
         装配式建筑结构中，主次梁节点是整体结构体系的核心受力部分，直接影响结构抗震性能。根据JGJ1—2014《装配式混凝土结构技术规程》，一、二、三级抗震等级的装配式框架应进行梁柱节点核心区抗震受剪承载力验算。主次梁节点的设计采用搁置式主次梁连接形式，主梁设置牛担板，次梁开槽并设置预埋件。主梁连接处采用梯形开槽，与次梁牛担板紧密连接。牛担板截面以主梁剪力包络图进行抗剪验算。
        结语
        BIM技术在装配式建筑设计中的运用可以有效提升建筑设计效率，帮助建筑设计方案不断优化。在实际的运用过程中，BIM技术从装配式建筑的规划、施工以及运行维护中都能发挥至关重要的作用，有必要在装配式建筑中广泛推行实施与运用，以促进建筑行业的可持续稳定发展。以此有利于设计人员对建筑的整体结构进行全面的观察，针对突出的问题可进行及时调整，从而确保装配式建筑质量在标准化内。
参考文献
[1]丛巍横.基于BIM技术的装配式建筑设计与建造研究[J].砖瓦.2021，（01）：51-52.
[2]李奇.基于BIM技术的装配式结构设计方法[J].智能建筑与智慧城市.2020，（05）：105-106.
[3]杨涛.浅析BIM技术下的装配式结构应用发展[J].居舍.2019（35）：177.