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摘要：随着我国建筑产业化的大力推进，BIM技术和装配建筑的研究和实际应用日益增多。结合BIM的设计与施工，结合装配体系结构，可以发挥信息模型在BIM技术中的优势，并将施工中的各种过程综合起来。通过对比传统的装配式建筑结构设计方法，提出基于BIM的装配式建筑结构设计方法，并且对基于BIM的装配式建筑的推广和应用做出了期望。
关键词：BIM；装配式建筑；结构设计
1BIM（建筑信息模型）技术
BIM是BuildingInformationModeling的简称，即建筑信息模型。此技术是以建筑工程的相关信息数据为基础，利用计算机三维数字技术建立三维建筑模型，模拟建筑的真实、详细信息。包含的信息内容不止是三维几何形状，还融入许多非几何形状的信息，比如建筑构配件的参数、项目的进度、材料的性能等。通过BIM技术创建一个内容丰富的建筑模型数据库，在该数据库平台中包含有建筑的全部信息，使项目各参与方（如建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等）可以利用这个共同的平台，共享这一建筑信息模型。
2装配式建筑结构设计中BIM技术的应用价值
2.1能够提高装配式建筑结构设计的工作效率
在装配体系结构的设计中，通过BIM技术的应用，可以实现建筑中各种组件模型的信息共享和集成。与以往的设计方法相比，BIM技术可以使用3d建模来可视化组件的最终效果，并利用信息化资源库来对预制构件进行参数化设计，并且BIM中还有大量的预制要色件族库，以供不同专业的设计人员进行选择、更新和优化，从而大大提高了装配式建筑结构设计的工作效率。
2.2能够大幅节省装配式建筑结构的设计成本
在以往的组装式建筑结构设计中，由于需要多个专业进行协同设计，确保信息沟通非常重要。如果信息不能在平台上顺利传递，不可避免地会导致专业人士难以及时获得所需信息。这可能造成装配大楼某些部件材料尺寸不合理、不合格等问题，如果将这些不合格的构件应用于装配式建筑中，必然会影响装配式建筑的装配质量，从而只能重新返工，大大增加了建筑结构的设计成本。而BIM技术的应用，则无疑能够确保信息在平台中的顺利沟通，进而大大降低设计错误的同时，也能大幅节省装配式建筑结构的设计成本。
3基于BIM的装配式结构设计方法
3.1基于BIM技术的装配式建筑结构设计方法的思想
目前的建筑结构设计是以现浇结构设计为基础的。第一步是选择建筑结构的类型，分析计算整体结构，然后设计预组件。将每个节点分开。在进一步深化设计后，所有组件都被运到现场，然后组装。导致预制构件的种类繁多，不利于其工厂化的生产，它与如今工业化的原则相矛盾。因此，要转变过去传统的设计理念，并且今后新的设计理念应该考虑到预制构件的通用性，进而尽量使得构件的种类较少但是产品确是呈现多种多样化的趋势。从而基于BIM的装配式建筑结构方式要把构件与构件间联系起来，组合形成预制构件的数据库。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进行装配式设计时，就可以直接从预制构件数据库中选择构件，这样可以缓解设计者的压力，进而减少了时间降低了设计成本，达到总体上造价的部分降低。预制构件数据库是构件设计方与构件生产商共用的，设计尺寸时可以在数据库的尺寸范围中选择，从而保证二者的协调性；预制构件生产厂可以提前生产通用性能较强的预制构件，保证预制构件的及时供应，使得工程建设的效率得到大大的提高。随着装配式建筑的发展，预制构件库也在不断完善，并且需考虑一些相对特殊的预制构件以便满足特殊建筑的布设要求。
3.2各专业协同工作，减少装配式建筑的设计误差
装配好的建筑物的配件必须先预制，然后运输、悬挂和拼接，形成一个完整的建筑物。从预件的设计到工厂的预制件，到组装完成，最后完成各个阶段的装修，要求建筑整体协同设计。建筑整体的协同设计主要有两大部分内容：一个是在专业内部进行优化设计及深化设计，即专业内协同设计；另一个是专业间的协同设计，即专业之间的碰撞检测及其之后的设计调整。前者按照设计规范来进行设计，并能适应建筑、结构、设备等各专业之间的功能需求，后者则是按照施工规范及设计的相关要求，以达到业主的功能要求。从装配式建筑的构件设计、构件生产、装配施工再到运营维护各个阶段需要涉及到很多专业的设计人员，如构件设计、暖通、机电工程、给排水工程和装饰装修等。各个专业的设计人员需要在信息通畅的平台上协调工作，密切配合，才能更好地完成整个装配化建筑。
BIM技术的一大特点和优势就是可以实现信息化和协同管理，为工程项目的各参建单位提供一个三维可视化设计信息交互平台，从而可以在同一平台上将不同专业的设计模型交互合并，为各专业设计人员、各参建单位协同合作提供便利渠道。基于BIM技术的预制装配化设计、建造协同平台，是利用建立IFC标准的BIM模型资源库。为了能较好地实现各专业上下游之间的信息精确地传递，设计团队在BIM平台上协调配合对BIM建筑模型进行参数化设计，及时发现设计过程中的问题和缺陷，从而在设计阶段就能有效防止和避免构件间设计错误，显著提高设计效率和质量，能够为后期的施工建造全过程提供技术支撑。
在装配式建筑中运用BIM技术进行协同设计与建造，是一种面向预制构件的设计方法，从根本上转变了传统的从整体到构件拆分的设计思路。这种方法尝试创建标准化、通用化的预制构件库，并以此进行装配式结构设计。经过检查、调整、优化的预制构件模型，最终形成合理的设计方案，以此BIM模型指导预制构件的生产、运输和装配施工。
3.3基于BIM的装配式结构设计过程
与传统的装配结构相比，在双基结构设计中，预制件的尺寸种类过多，会给工业化进程带来一定的困难，更不利于生产自动化。因此，要改变传统的设计思路，传统的设计思路是先是整体结构分析设计进而是构件的拆分，如今要把它转变为基于BIM的装配式设计，而它是面向着预制构件。现在的设计方式分为4个步骤：预制构件数据库的建立和完善，BIM模型构建，BIM模型的分析和优化及BIM模型的建造应用。
3.4BIM平台下的装配式建筑展望
随着租售同权及宅基地建设公租房的政策出台，房地产行业所面临的又是一个迅速发展的时期。未来装配式建筑技术在建筑行业中的地位将不断上升。而BIM平台在三维施工模拟和深化设计能力的支持下，对装配式建筑施工而言是其兼顾效率与质量的重要保证，基于社会和房地产甲方的需要，BIM建筑设计与装配式建筑施工技术的结合在未来或许会成为主导房地产行业发展的重要形式之一。
此外，随着我国工业化进程的不断推进，钢铁原材料的产能过剩成为了当下工业市场的常见态势之一。在这样的态势下，装配式建筑的出现，能够有效地支持钢铁产业的消化与发展，与此同时，与传统混凝土材料不同，钢铁材料在很大程度上具有反复利用的特性，从长远的发展来看，将当下过剩的钢铁材料产能用于装配式钢结构建筑的建设上，是一种将钢铁资源隐藏于居民家中的做法。
结束语
总而言之，我国建筑行业的绿色化、工业化发展，使装配式建筑的应用范围变得越来越广泛，将BIM技术应用于装配式建筑结构设计中，能够大大提高装配式建筑结构的设计效率，缩短设计周期，降低设计成本，这些应用优势都在很大程度上促进了我国装配式建筑的发展。
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论文作者:孙双喜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：建筑论文; 预制构件论文; 结构设计论文; 构件论文; 技术论文; 模型论文; 信息论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;