摘要：就装配式建筑来看，其重视建筑生命期的设计与应用，而利用BIM技术则可为建筑产业链的构件给以信息集成与传递的支持。而BIM技术与装配式建筑的结合，必须注重其预制构件的设计工作，需要利用BIM技术做好对构件系统的分析，以此提高建筑的适用性，并完成BIM构件库的建设。在实际设计的过程中，需要充分考虑设计、施工、生产以及安装环节对构件的影响，继而做好装配式建筑的深化设计方案，只有这样才能够更好的发挥出BIM技术与装配式建筑结合的价值。
关键词：BIM；装配式建筑；预制构件
随着国内建筑工程的发展，装配式建筑已经在国内得到了广泛应用，初期以钢结构为主，而后期装配式混凝土建筑也在社会中得到了较多应用，而在该情况下，在进行建筑设计的过程中，必须充分考虑在建筑设计、施工等环节对装配式建筑建设的影响，并做好相应的信息协同与衔接工作。利用BIM技术，则可为建筑生命周期的进展提供充分的信息支持，为此在装配式混凝土建筑设计的过程中，合理利用BIM技术是非常有必要的，可利用Revit，Tekla，Allplan等提高建筑的设计效率与质量[1]。为更好的发挥出BIM技术在装配式建筑中的应用价值，本次研究基于装配式建筑剪力墙构件体系的BIM应用案例，分析了在混凝土建筑预制构件系统方案阶段的相关影响因素，并概述了相应的深化设计方法，具体内容如下。
1.装配式剪力墙构件体系BIM应用
本次研究以万科城二期工业化住宅楼为研究对象，该项目的结构形式属于装配式剪力墙结构，上部结构共计28层，下2层，层高均为2.9m，预制率在50%以上，装配率在90%以上。该项目的底部为达到加强的效果，整体进行现浇，其标准层均选择与之构件进行组合，并配合现浇连接成型。对于该建筑所使用的纵向钢筋，为确保其在连接上的连续性，选择拌灌浆套筒进行辅助，墙厚控制在200mm，楼板为折叠班，由叠合板底板50mm以及现浇层70mm，做好扭转效应的控制，充分考虑建筑的高宽比、长宽比以及刚心等，结合设计与施工经验，在保障工程质量的同时，尽可能简化施工。
1.1建筑方案设计
该项目利用BIM族库的标准化以及模数化（2M）设计，利用BIM软件完成整个建筑方案的设计，为达到建筑立面结构的多样性目标，充分利用悬挑的预制构建以及对应的装饰挂板加以组装，同时在设计的过程中注意对建筑成本的有效控制，尽可能降低建筑构件的模数，保障模板的使用效率，合理控制设计周期以及施工量，确保可提前交付，减少工期。在户型设计上，尽可能使用在BIM库中已经构建完成的户型模型，倘若现有的模型难以满足使用的需求，则需要在其基础之上合理的进行拓展延伸，尽可能使用图库中已有的构件加以组装[2]。
1.2构件配装方案设计
外墙均使用全装配的方案，确保可达到建筑主体结构与外墙建筑装饰的有机结合，减少在施工的过程中脚手架的使用量，并尽可能不适用落地的脚手架。而对于室内结构的预制砼结构构建，则需要充分考虑装配率完成对其整体的设计与组装。在预制构件方案设计的过程中，需要充分利用BIM，结合建筑的功能、结构、场地以及施工等完成。在构件的选型上，应该结合生产的方式、施工的效率以及成本。结合该项目的工程特点，选择L型外墙板，以降低在转角位置进行现浇难度，保障工程质量。另外，在预制混凝土构件模具设计时，利用BIM考虑其通用性以及成本，并结合作业流水段，控制好各个方向构件的数量与构成比，确保成本适宜。
1.3预制构件BIM分析
BIM构件在控制的过程中，需要确保其立面与建筑的整体风格保持一致，并在策划过程中可实现对成本的有效控制，另外实现对成本、工艺以及生产周期等的综合把控。对于预制构件均禁止裁砖，需要结合设计的原则做好模型设计，建立构件库，并以模型完成经计算量。另外也需要以此生成加工图，实现加工图的前置，以进一步减少工期，提高工程效率。一般来说，BIM预制构建包括L型墙板、一型墙、内墙板、空调板、阳台板、楼梯、女儿墙、PCF板等。在进行构件分析的过程中，需要做好BIM构件库的完善，户型设计尽可能标准化，减少预制构件类型与数量，并形成汇总的信息，同时利用其可视化优势，进行模型评估，做好校对、检查、算量、安装指导等工作[3]。
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2.影响预制构件方案阶段的因素
2.1施工方案
预制构件在设计上应该注意吊塔旋转半径和预制构建质量之间的联系，并利用构建模型的方式加以模拟，需要协调好构建标准化、施工效率之间的平衡，维持施工以及生产的协调一致。如果设计的构建较为复杂，生产以及施工的效率均不理想，故在设计的过程中需要慎重考虑。
2.2构件加工
对于所有的预制构建，在设计的过程中必须实现组件化的目标，确保可达到装配式成产的切实需求。而在建筑的外墙装饰之上，设计时也需要考虑成本，应该充分发挥出BIM技术的作用，对于石材、瓷砖等外墙装饰，在设计的过程中应该尽可能减少其裁剪，而如果所使用材料为非模数，则可通过合理控制石材或瓷砖缝隙的方法对其构成加以调整，以减少材料成本的不必要损耗。此外，还需要保障预制构件的总体结构大小以及细部结构尺寸与台模尺寸相互匹配，切实落实相应的初排产与模拟任务，提高台模的流转率，同时优化管理流程。另外也需要尽量减少异形、三位或多维的构件。
2.3运输
需要充分考虑混凝土构件按在场内倒运以及堆放的便利性，并充分考虑场地外道路的限高、限宽因素等，控制好构件的运输方式，充分结合项目现场的道路情况进行控制。
3.基于BIM的装配式建筑深化设计方案
3.1预制构件参数化设计
利用参数化设计能够有效提高BIM技术的应用效率，可明显减少工作人员在建模是所需要耗费的工作量，且能够提高设计工作的适应性与灵活性。在设计的过程中，应该控制好钢筋的设计参数，需要充分结合构件的类别加以深化设计。对于墙板类构建，可分为与之单洞墙板、双洞墙板、剪力墙等，阳台也可分为梁式阳台、板式扬天，楼梯等则可结合其构建的特点，设计特定的参数，利用数字来改变模型结构。
3.2深化设计碰撞检查
通过碰撞检查可发现在二维情况下不容易发现的错误，并及时的进行纠正，能够在纠正原有碰撞问题上，做好预埋件定位、地暖管与电线管碰撞检查等工作。
3.3BIM出图
以BIM模型完成对装配式混凝土构件的信息表达，其中所涉及到的各个加工图可以利用所构建模型来自动化生成，可较好的表达出构件的二维状态，也能够表述清楚构件的空间关系，也可实现对图形信息的高度集成，这对于构件预制工作的开展是非常有利的。另外也可通过预埋芯片等方式，利用数据化标签，实现对建筑的永久信息化管理。
4.结束语
综上所述，对于装配式混凝土建筑，利用BIM技术完成对其构件的设计工作必然是其未来的重要发展路径，为此在装配式建筑设计的过程中，必须更好的发挥出BIM技术的应用价值，实现建筑信息的高度集成与有效分析，切实提高建筑构件的生产效率以及质量。后期，也需要进一步做好对基于BIM技术装配式建筑构件设计技术开发工作，优化当前的设计、加工以及生产环节，以更好的发挥出BIM技术的应用价值。
参考文献：
[1]田东，李新伟，马涛.基于BIM的装配式混凝土建筑构件系统设计分析与研究[J].建筑结构，2016（17）：58-62.
[2]鲍子虞.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].建材与装饰，2015（45）：137-138.
[3]姬丽苗，张德海，管梽瑜，等.基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法初探[J].土木建筑工程信息技术，2013，5（1）：54-56.
论文作者:吴健
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/9
标签：构件论文; 建筑论文; 预制构件论文; 过程中论文; 混凝土论文; 技术论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第5期论文;