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摘要：随着建筑产业化进程的加快，装配式建筑在我国获得了快速发展。然而与之相对应传统装配式结构设计方法确因成本高、效率低等原因已经不能适应当下的设计需要，为此，许多的设计企业引进了BIM技术，其可以综合考虑建筑设计、施工，装配等各个环节对建筑构件设计的影响程度，无论从现阶段技术工具出发，还是基于未来的协同管理模式的创新来看都具有无可比拟的优势，非常适合在设计企业应用推广。据此，本文在详细介绍BIM技术优势的基础上就该技术在装配式混凝土结构设计中的应用就行了阐述。
关键词：装配式建筑；结构设计；BIM技术
1.BIM技术概念
BIM全称是建筑信息模型（Building Information Modeling），是一种多维模型信息集成技术，可以使建设项目的所有参与方在项目从概念产生到完全拆除的整个生命周期内都能够在模型中操作信息和在信息中操作模型，从而从根本上改变从业人员依靠符号文字形式图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，实现在建设项目全生命周期内提高工作效率和质量以及减少错误和风险的目标[1]。
BIM技术含义总结为以下三点：
（1）BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
（2）BIM是一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，提供可自动计算、查询、组合拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用。
（3）BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实时的共享数据平台。
2.BIM技术优势
CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图，实现了工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的，各个领域和环节之间没有关联，从整个产业整体来看，信息化的综合应用明显不足。BIM是一种技术、一种方法、一种过程，它既包括建筑物全生命周期的信息模型，同时又包括建筑工程管理行为的模型，他将两者进行完美结合来实现集成管理，它的出现将可能引发整个A/E/C（Architecture /Engineering/Construction）领域的第二次革命[2]。
2.1可视化设计
可视化是现在很多3D建模软件的特点，3D化后的建筑模型比原来二维图纸来得更加直观且美观。从设计阶段起可根据业主要求，快速搭建方案设计三维模型，取代了传统的平面图，或是效果图，让业主形象的全方位了解设我们的计设方案，以便确定是否实现了业主的想法，从而最大程度的满足业主对设计成果的细节要求（业主可在线以任何一个角度观看设产品的的构造，甚至是小到一个插痤的位置、规格、颜色）。通BIM系列软件搭建1：1的精细化三维模型，形象的表现出设计成果，实现所见及所得。业主及监理方可随时跟踪进度，已及统计实体工程量，以便前期的造价控制、质量跟踪控制。
2.2生命全周期模拟
BIM标准还可以与能耗软件做数据交换，从而对建筑的能耗系统进行分析。举例而言，它可以执行节能模拟，日照模拟，紧急疏散模拟，施工进度模拟乃至模拟建筑物投入使用之后方方面面。这种方式比传统的能耗分析要高效、快捷得多，同时方便进行项目管理。大部分专业软件的数据可以相互导入，因此对建筑的风环境、光环境、声环境、人流等因素进行物理模拟也是可行的。
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2.3可持续设计
传统2D设计往往只着眼于建筑空间结构，但是有了BIM技术支持，为业主提供更为完美的设计产品，它能让设计者把工程的结构分析、节能设计、智能化、安全、环保、绿色等做得更好。例如设计师可以在前期就把温度、通风、光照、人流预测等数据导入进行模拟并得出最优解，无需后期再去验证，调整——这是平面软件不可能做到的。项目交付速度提高了，建筑也更绿色了。
2.4整体进度规划
过去施工进度通常是由技术人员或管理层敲定的，容易出现下级人员信息断层的情况。如今，想要获得更高效的施工方案，在设计阶段就应当有专业的施工人员介入。通过BIM的终端设备能把业主和参建各方进行实时链接在一起，在项目的建设周期内让各方畅通的沟通。通过搭建1：1的三维信息化建模型，能让业主直观了解项目的各项情况，如同现场参观实体一样。并且出色的BIM设计模型需要最前线的经验和知识进行调整，能极大地缩短施工前期的技术准备时间，并帮助各类各级人员对设计意图和施工方案获得更高层次理解。
3.装配式混凝土结构设计BIM技术应用
3.1装配式混凝土建筑结构
近年来，装配式建筑这种用预制构件在工地上装配而成的建筑在我国迅速发展，装配式建筑的建造速度快，通过工厂预制构件，运输到施工现场拼装，大大的节约了建造成本，并且不受极端天气制约，并且在一定程度上提高了建筑质量。我国目前的装配式结构分为钢结构、木结构以及混凝土结构。装配式结构均已预先设计的PC建筑为基础，整个建造过程经过设计、制造、运输、安装、装饰等。目前国内外的装配式建筑研究主要是针对节点及改进，混凝土和钢骨材料的加强，连接方式的改善等。近年来，我国在装配式混凝土建筑方面的设计不断完善，为提高预制装配式结构性能和实现住宅产业化提供了重要技术基础。
3.2传统装配式结构设计方法
传统装配式结构设计方法是等同于现浇结构设计方法。首先选定建筑结构体系，确定结构的方案，对结构进行整体分析，根据分析结果设计结构构件。对于装配式建筑结构要等同于现浇结构的前提是节点的可靠性要得到保障，所以传统装配式结构的节点设计尤其要严格遵从相关文件规定。构件及节点达到要求以后，通过验算归并设计，得到施工图并进行深化设计。深化设计以后，工厂预制构件然后运输至施工现场装配。然而这种方式预制构件种类多样，对预制构件厂商及相关配置都提出了较高的要求，增加了设计人工及时间成本，不利于标准化以及工业化生产。
3.3基于BIM的装配式结构设计方法
从建筑结构设计到生产过程，预制构件库是设计单位以及生产单位共通的。设计时预制构件的选择可以限定在预制构件厂所提供的范围内，保证了两个环节之间的协调性。而基于BIM 的装配式结构设计，是通过面向预制构件，BIM模型构建，模型分析优化，BIM模型建造应用四个阶段完成的设计方法。
3.4BIM技术在装配式建筑应用的阻力
随着BIM技术及装配式建筑的迅速发展，两者结合有较大优势，但是仍旧出现很多问题使得国内BIM技术要应用于装配式建筑受到很大的局限。原因在于BIM技术影响的不仅仅是使用的工具、技术，还有企业的生产、管理、经营的方式流程，甚至整个行业的产业链结构。虽然BIM技术与装配式建筑结合也有较大优势。然而，BIM技术的应用仍然局限于设计阶段、施工阶段比较多。对于设计单位而言，BIM增加了较大工作量，并且由于BIM市场仍是国外的软件，国内软件在架构和功能暂时还不能与国外的软件抗衡，然而要使BIM更好的适应国内的行业大环境，还需要本土软件投入更多精力。
4.结语
建筑设计需要不同部门的协作，避免各自为战而造成的冲突而BIM就具有更好的设计协调性，方便大家协同设计，及早进行冲突碰撞检查，具有诸多优势，适合进一步的推广应用。
参考文献
[1] 梁坚凝.BIM技术在建造耐久混凝土结构中的应用[J].科技创新，2014，36（1）：11-15.
[2] 陈俊.BIM技术在我国的发展现状及应用前景[J].建筑工程与设计，2016，12（4）：25-28.
论文作者:李栋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：建筑论文; 技术论文; 模型论文; 结构设计论文; 预制构件论文; 结构论文; 业主论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;