摘要：在装配式建筑结构设计中由于涉及到的内容多、周期短、建模软件缺乏，因此寻求一种能够有效解决以上问题的技术就显得十分紧迫。BIM技术的出现可以让设计人员以更加直观的方式对建筑模型进行设计，并且能够对模型中存在的一些问题进行有效的分析和整改，是实现装配式建筑全生命周期设计的必要条件，最终达到提高建筑结构设计质量的目的。鉴于此，本文对装配式建筑结构设计中BIM技术的应用进行了分析，以供参考。
关键词：装配式建筑；结构设计；BIM技术；应用
引言
BIM技术属于信息技术和装配式建筑相结合的产物。在实际的建筑工程运作中，BIM技术在装配式建筑设计中起着越来越重要的作用。它能够将建筑中的参数信息归纳起来，具有关联性和共享性等特点。在建筑工程的实际应用中，可以将建筑设计、施工和管理等环节贯穿起来，促使装配式建筑朝着智能化和数字化的方向发展。
1、BIM技术概念及特点
1.1BIM技术概念
Building Information Model，简称BIM，中文意思为建筑信息模型。三维数字技术是BIM的基础。在建筑工程设计领域，利用工程数据建立三维建筑模型是BIM的核心功能。BIM不仅仅拥有3D建模功能，同时还可以对设计数据进行分析，对设计流程进行信息化管理，是一种能够实现信息资源分享的信息系统。BIM是常规3D建模的扩展和升级，是包含了更多技术方法和工具软件的设计平台，其主要组成部分包括产品模型、过程模型以及决策模型，如图1所示。这三个相互关联互相影响的模型组成完整的BIM系统，能够有效提升建筑设计效率。其中，产品模型到过程模型是指建筑构件的空间信息、非空间信息和拓扑关系。空间信息通常包括建筑构件的尺寸、外形、空间位置以及构件间的相互关系，非空间信息主要包括建筑构件的材质、重量、载荷特性等。过程模型反映了建筑物结构动态模型与各个构件之间的关系，直接影响了构件在各个时间段的性能。决策模型，是设计人员在进行建筑设计过程中，直接或间接影响产品模型与过程模型的数值模型。
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图1 BIM系统模型
1.2 BIM技术的特点
BIM技术不仅可以用在建筑的设计和施工过程中，还可以在建筑交付后的后期运营和管理中发挥作用，可以应用在建筑全寿命周期中。主要的特点有：
1）设计模型的可视化。传统的基于CAD软件的建筑结构
设计是二维平面设计，设计成果只能通过平面来展示，很难体现出立体结构的效果。BIM技术可以同时呈现结构设计的三维立体效果和实现建筑实体的立体建模。
2）设计信息集成化。根据BIM基础模型，各个专业的设计可以将设计的参数如构建间的空间、尺寸、材料等信息输入到模型当中，实现各个专业间的高度集成。
3）可传递性。BIM技术可以在设计的各个数据之间建立有效和统一的关联，不需要设计人员去更新相关工作，若程序自动修改了某项数据或内容后，系统能够自动将修改内容反馈到与之关联的图元中，提高工作效率的同时减少了设计错误率。
2、BIM技术与装配式建筑的关系
在当代装配式建筑过程中，BIM技术是不可缺少的。简单来讲，装配式建筑核心是“集成”，而BIM技术是“集成”的主线。这条主线串联起设计、生产、施工、装修和管理的全过程，服务于设计、建设、运维、拆除的全生命周期。可以将装配式建筑进行数字化虚拟，以一种信息化的方式来描述系统的要素，从而实现信息化的协同设计，使装配式建筑的全过程可视化。在信息交互及检验方面也采用全新的技术，在整合建筑全产业方面实现全方位的信息化集成。
将BIM技术引入到装配式建筑中去，可以在BIM模型中对建筑设计的方案和安装进行集成，对装配式建筑在实际制造与安装中可能出现的问题进行充分的考虑，这样就可以及时的采取有效措施，将这些问题及时解决，在成本和实际的制造过程中，大大减少成本的浪费和施工压力。除此之外，还可以通过BIM技术对装配式建筑结构进行模拟，制作三维施工图的绘制，从而在施工时可以减少施工误差，保障工程的顺利进行。
3、BIM技术在装配式建筑结构设计中应用的关键价值点
3.1精细化设计降低装配式建筑的设计误差
因为预制构件结构设计的复杂性，施工图经常遇到墙、管等情况，以往结构设计方法设计的图纸，即使是二维图纸，上面的问题是不容易找出来的。在施工的时候，问题就会暴露出来，结构碰撞发生后，建设单位不得不要调整施工方案，避开碰撞的地方，这样就会导致使用的建筑材料增多，拖慢了施工进度，最终导致项目不能按时完成。BIM软件就不会出现这个问题，有了三维模型后，模型会被软件自动检测、评审，模型设计中存在的问题归纳为一起，设计人员收到问题信息后对设计方案进行整改、修正。整改、修正完毕，BIM软件又重新检测、评审三维模型，并再次提示错误，如此反复多次，直到所有问题都得到解决。例如，在预制房屋的结构设计中，经常发生管线布置自身及与结构构件碰撞，这是因为建筑管线种类多，有给排水管、强弱电线等，装配式构件又具有预制性及模块性，管道与结构的协调是很难实现的，但BIM软件可以检测管道位置是否正确，如果软件检测到有碰撞等异常情况时，系统就会有出错的提示，在监理人员的充分参与下完成分析过程，能够促使管线更加优化、结构构件更加安全合理，降低装配式建筑的设计误差。
3.2 BIM技术的信息化和协同处理价值
BIM技术是一种信息化的技术，在装配式建筑中的作用是非常大的。BIM技术可以为设计人员提供一个三维规划的信息交互渠道，这样就可以将不同的规划模型置于同一个交互平台进行合并，从而使得装配式建筑各个部分都可以很好的协调处理。信息化的技术，还能够对施工流程进行模拟，发现施工中可能遇到的问题，进而对问题进行详细的分析，并根据分析的结果做出相应的措施。BIM技术可以优化装配式建筑的工程规划，在施工前进行问题的预先处理，对没有必要的施工部分进行削减，可以更好的避免在实际的施工中进行返工，减少工程施工的成本。
3.3确保建筑数据准确无误
预制构件房屋竣工验收的时候，要对房屋资料进行复核，确保房屋质量过关，安全可靠，住在里面没有危险发生。使用以往的建筑结构设计方法建造预制构件房屋，到竣工验收时往往很费时间，这主要是由于预制建筑结构设计复杂，包含的数据信息非常多，人手计算繁杂，容易出错，需要多次计算，计算的过程中，工作人员会发生分歧，引起验收阶段不容易和验收花费时间太长。
装配式建筑全生命周期设计应用BIM软件能够解决竣工验收阶段的数据核算问题，预制建筑结构设计的所有数据资料都在BIM系统里面，每个项目各自创建一个数据库，工作人员可以通过BIM系统审查数据库的资料的正确性，这个可以作为施工项目验收的理论凭证。
结束语
BIM技术应用的关键在于将传统的2D平面设计发展为3D立体结构设计，使得装配式建筑结构设计工作更加直观，同时也减少了由于空间设计和布置不合理造成的设计缺陷。因此，在装配式建筑结构设计中利用好BIM技术对工程实践有着重要的价值和意义。
参考文献：
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[3]陈章勇.试析基于BIM软件下的装配式建筑结构设计[J].居舍，2019（11）：94.
[4]胡丰珺.基于BIM的装配式建筑设计方法与决策支持系统[D].西南交通大学，2019.
论文作者:王耿
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
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