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摘要：近年来我国装配式建筑迅猛发展，新型建造方式需要各专业间高度协调配合，各个阶段有机衔接，管理也更为精细严格，BIM技术为装配式建筑项目提供一个协调工作的平台，提高工作效率，减少设计错误，避免返工作业，降低工程成本，成为推动建筑工业化可持续发展的必然要求。分析探讨了BIM技术实现装配式建筑深化设计的方法与手段，以现有BIM技术条件更高效地完成装配式建筑设计要求。
关键词：BIM技术；装配式建筑；深化设计
由于BIM技术是促进建筑产业化重要手段，中国院一开始就将BIM技术应用于装配式建筑设计的各个环节，并努力研究如何借助BIM技术实现装配式建筑设计中的信息在产业链各个环节的有效传递，使设计、生产、施工等项目参与方在设计环节、生产环节与装配施工环节的信息得到链接，实现工业化生产需要的数据信息在建筑全生命周期的有效传递和应用。
1 BIM在装配式建筑意义分析
1.1实现经济算量分析成本控制
经济算量的主要原则是做到“准量、估算”，按照工业化建筑的组成及计价原则分为预制构件部分和现浇构件部分。BIM+装配式建筑通过BIM模型分类统计，以对设计方案进行工程量分析，将该工程量结合本地区的定额很容易导出本项目的工程量清单，实现各参与方在方案策划阶段快速的将成本控制于可接受范围。
1.2实现随时随地的数字化管理
利用BIM云平台，将BIM模型信息集成大数据，实现手机终端等数字化管理模式，可以有效地将信息在云端进行随时随地无缝传递，方便需求者随时随地查看项目信息，提高项目各方信息沟通的准确度，有利于项目完成；其次通过大数据分析整合，逐步完善BIM在装配式建筑中的应用，使之趋向更成熟便捷。
2BIM结构模型与结构分析模型间的转换
某建筑科学研究院装配式示范项目为一栋三层别墅，建筑面积372.19m2，结构形式采用自主研发的整体装配式混凝土异形构件结构体系，通过采用Revit及相关插件、Tekla两款BIM软件进行模型创建，实现构件深化拆分和加工施工图。
基于BIM的结构设计技术路线是将Revit建筑模型通过接口导入结构计算软件，进行结构分析计算，随后将结构分析模型导入Revit，形成Revit结构模型，通过剖切各种视图和添加标注，形成施工图文档。在软件的实际操作中发现，BIM结构模型与结构分析模型之间的转换会造成部分信息的丢失或错误，是不能实现无缝链接的，有时需要进行繁琐的人工干预和调整，这一问题成为BIM技术结构设计应用的阻碍。针对在信息模型创建的操作实践，探讨结构分析模型转换为BIM结构模型时遇到的问题，例如，模型转化后梁端钢筋伸出混凝土构件，梁构件导入发生错位，这些转换问题需要进行人工检查和修改。
3 BIM技术在装配式建筑设计中的应用分析
3.1建全装配式建筑的BIM构件库
装配式建筑的典型特征是采用标准化的预制构件或部品部件。为避免预制构件在现场安装不上，造成返工与资源浪费等问题，保证设计、生产、装配的全流程管理，建立装配式建筑的BIM构件库势在必行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆BIM技术将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，在实际建造前统筹考虑各种要求，把实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消灭，就可模拟工厂加工，以“预制构件模型”的方式来进行系统集成和表达。这意味着从设计的初始阶段即需要考虑构件的加工生产、施工安装、维护保养等，并在设计过程中与结构、设备、电气、内装专业紧密沟通，进行全专业、全过程的一体化思考，实现标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理。装配式建筑设计要适应其特点，通过装配式建筑BIM构件库的建立，不断增加BIM虚拟构件的数量、种类和规格，逐步构建标准化预制构件库。
3.2完善BIM相关软件的协同落地
BIM落地，必须依赖模型，模型的建立，必须借助软件，软件是实施BIM的工具。只有软件在BIM的过程中体现了价值，符合BIM理念，能传递和承载建筑信息，在其之上的模型是参数化模型，才可以被称为BIM软件。因建设项目中参与方过多：设计团队，包括建筑师、工程师和咨询顾问等；供应团队，包括建材产品制造商、加工商和供应商等；施工团队，包括总承包商、分包商和劳务方等；运营团队，包括业主、运营方和物业管理方等，各方应用于BIM模型的软件不一致，往往会存在各团队之间的信息、数据集成、文档关联等不协同的情况，故应不断优化各软件以更好更便捷的应用于BIM模型。在装配式建筑中涉及大量的预制构件，要通过BIM模型做好预制构件的拆分设计，在项目前期预判方案性的合理性及后期技术的经济性。在装配式预制构件的生产加工过程中，BIM信息化技术能通过设计软件自动生成构件下料单、派工单、模具规格参数等生产表单，施工方及业主等相关方便可通过可视化的立体模型更清楚直观地理解设计意图，装配式施工过程中便可以通过BIM生产模拟动画、立体施工组织计划等BIM成果，以更好的把控施工准确性及安全性等。
3.3构件拆分
将结构分析模型导入Revit，形成的Revit结构模型包含构件的界面轮廓、材质和钢筋信息，进行局部修正后，在此基础上进行构件拆分。制定构件拆分原则后，在Revit中调用Dynamo进行可视化编程，将Revit结构模型中的现浇构件拆分为零件，再将多个零件形成组件，完成构件拆分。以预制梁为例，梁为叠合形式，在跨中位置断开，建立程序流程图。通过程序调用，实现预制率的拆分。按照此构件拆分思路，根据柱、楼板、墙板的拆分原则，分别实现各类构件的拆分
3.4钢筋创建
根据构件中钢筋的构造要求和拆分原则，建立构件中钢筋布置的程序流程，通过二次开发的程序调用，形成钢筋相关参数信息，形成钢筋的布置规则，将钢筋布置在预制构件上。以预制梁为例，预制梁的钢筋布置规则为：
（1）纵筋在梁跨中后浇段中断开，后浇段甩出长度为满足套筒安装的确定尺寸；
（2）梁端1.5ho和500取最大值确定箍筋加密区范围，剩余梁段为非加密区。根据该规则确定纵筋断开位置、箍筋间距和数量等参数，通过程序调用，实现梁纵筋和箍筋的创建。按照此钢筋创建思路柱、楼板的钢筋创建。
3.5埋件布置
根据拆分细则，将预制构件埋件的相关布置规则进行编辑，例如梁柱埋件，可以使用建立包含有埋件的内嵌族，但是梁、板中钢筋吊钩环需要再进行吊钩形状的设计、位置的布置。预制柱上埋件可建立专门的预制柱族进行布置，将预制柱的墙-柱连接处，钢板的高度设置为实例参数，即可进行参数化的调整，在Revit中可以将参数关联为全局参数，即在全局参数中设置好预制墙板连接件的高度，就可以自动的调整柱上连接件的高度。梁上吊钩通过调用Dynamo中的点平移建立吊钩形状多段线生成吊钩钢筋，确定吊钩在梁上的位置参数，完成梁上吊钩布置。
4结语
BIM技术三维模型的参数化设计，实现了装配式建筑设计的可视化，准确直观地表达设计意图，提高拆分及深化设计质量，减少设计容错性，缩短设计周期，为后续构件生产、施工安装的顺利进行建立了很好的设计基础。BIM技术应用实现装配式建筑设计的集成化、可视化、优化性，增强装配式建筑产业化优势，促进我国建筑工业化的发展。
参考文献
[1]张雷华.装配式建筑设计中的BIM方法研究[J].建筑工程技术与设计，2015.
[2]樊则森.装配式建筑设计的BIM方法[C].第二届全国勘察设计行业科技创新大会，2014.
论文作者:李保磊
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签：构件论文; 模型论文; 建筑论文; 钢筋论文; 预制构件论文; 结构论文; 吊钩论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;