基于BIM技术的装配式结构设计方法探析论文_查旭

引言：BIM技术是建筑产业化发展的重要技术支撑，它将被应用于装配建筑的设计和施工，并将极大地促进建筑产业化和信息化的发展。同时，我们也必须认识到，尽管在装配建筑的设计和施工中应用BIM技术取得了一些进展，但仍然存在许多问题和不足，比如预装配节点的处理问题和不完善的技术规范，为了实现装配体系结构与BIM技术的无缝融合，需要进一步的探索。1 BIM的特点BIM技术可更加准确地表达建筑工程项目的主要信息，同时项目的每一个参建方都能结合自身的需要获取所需信息，从而保证工程设计、工程建设及运行维护具有高度的协调性。BIM技术与传统的二维建筑施工设计图相比，可更加直观地将设计的效果展现给设计人员，同时项目的沟通和决策也可在可视的条件下进行。并且在建筑设计时，该技术涉及专业领域较广，若无法保证各专业的有效协调，就会出现多种问题和矛盾，甚至产生工程二次建设的问题。而BIM技术的应用可有效避免此类问题的发生。在建筑施工前做好不同专业设计的协调工作，这种方式也有效避免了工程设计中的矛盾和冲突。BIM技术的应用可对多个要素进行三维模拟，同时也可在其支持下制定更为科学完善的处理方案。工程设计施工和维护需要不断地改进和优化。BIM技术可为设计人员提供多个参数的优化设计，此外，现代建筑结构的复杂性明显提高，因此若要保证设计质量，必须辅助于BIM技术。而且BIM可绘制出普通的工程图纸，同时还可在调整后绘制出综合管线图，并出具碰撞检查报告以及改进方案等内容。2 基于BIM技术的装配式结构设计的方法思路应用BIM技术在住宅产业化结构设计方法的思路是:按装配式建筑标准化、模数化设计，建立形成具有较强技术集成的建筑产业化所需要的各构件(如预制外墙、预制梁、预制柱、预制楼梯、预制楼板等)的族库，在进行项目结构设计过程中，直接从设计好的构件库中选取所需用的标准构件到项目中，使一个个标准的构件通过安装搭接装配成三维可视模型，从而大大提高了设计者的工作效率。为大地发挥装配式建筑的设计特点，可研究、设计、开发模数化标准化装配式平面户型，后形成装配式建筑模型库。3 BIM技术的装配式结构设计方法探析3.1 BIM优化方案在方案阶段，进行模型的大概建立，对各种预制构件进行预排布，对排布结果进行统计、输出、分析，对轴网及预制构件排布方式进行优化，有效减少预制构件的种类，也就减少了模具种类，提高了模具周转次数。3.2 构件设计-编制构件参数族编制构件参数族即是构件参数化的一个过程，是构件设计的重要内容，主要包括以下两个环节。首先，查找并搜集常规构件的相关信息参数如类别、尺寸、形状等，进而全面分析常规构建参数化的过程。其次，打开Revit软件，选取恰当的模板文件建立族参数，然后根据族信息编制参数族。例如：在编制B级六角头螺栓的参数族时，首先要搜集与其相关的信息参数，然后在Revit软件中选择基于面的公制常规模型建立并编制参数族。通过其规格参数表可以发现，相同的螺栓规格不一定相同，但在BIM参数族中，不同规格的构建无需重复编制参数族，只需要对六角头螺栓组参数进行修改就能得到所需的规格型号。3.3 拼装设计-系统拼装模型的应用在完成BIM应用系统设计后，应对模型进行预拼装，然后将拼装完成的模型导入到相应接口的结构分析软件中，分析其结构受力的相关情况。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：在拼装钢网架雨棚时，首先应在Revit-Structure软件中通过BIM应用系统选取恰当的族构件，然后根据实际情况进行族参数的调整与修改，后即可快速的完成钢网架雨棚模型的拼装了。实际的钢网架雨棚建模不但是一个复杂繁琐的过程，而且其精度要求也难以满足。而在BIM设计应用系统中，相关人员只要选择好族构件，完成拼装程序便完成了钢网架雨棚的建模。这一系统不仅将繁杂的建模过程简单化，而且也为其精度的要求提供了保障。3.4 绘制设计图完成结构分析环节并对其进行仔细检查后，设计人员应合理利用Revit-Structure软件完成施工设计图纸绘制工作，完成图纸绘制也就意味着完成了所有设计环节。现阶段，Revit-Structure施工图依然以传统的结构平法施工呈现图纸的基本面貌。而在Revit-Structure中可以将其转换为对应的结构视图。在该软件当中结构钢筋字体设置不够完善，通常将Windows字库文件中的REVIT_O.ttf直接拷贝到系统C盘/Windows/fonts路径当中，之后完成拷贝。本文以梁配筋标注为例，对Revit-Structure的平法标注绘制步骤进行简要分析。首先，可按照实际情况自行编辑结构框架标记族标注配筋。在这一环节应先点击载入族。单击梁标记族模板，之后选择字段来源，添加梁截面标签内容，然后点击共享参数，添加配筋标签的具体内容，最后完成结构框架标记族的编辑工作。其次，结合梁注释中的内容做好梁柱标注，在绘制其他结构的平法施工图时也可采用此种方法。3.5 BIM软件与结构分析软件互通完成结构模型的建构后，接下来的工作是对结构进行分析计算。那么计算前必须将结构模型文件的转化工作完成。结构模型转化的具体操作流程为：将结构模型文件进行转化一从RevitStructure软件中导出文件一点击Revitstructure软件中的附加模块一点击外部工具一导出exr格式类型的文件一点击SAP2000导入文件一点击RevitStmcture.exr一点击所导出的结构模型文件一结构模型转化成功。为了确保结构分析计算工作的准确性，在结构模型导出前，还需要完成以下工作，即以物理模型为对照，对分析模型做一致性检查。同时，也要注重所导入的结构分析软件模型的检查工作。4 BIM应用效益评价装配式混凝土结构在我国已经逐步发展起来，建筑产业化可节省资源，推动技术创新，然而，装配式建筑造价一般略高于现浇建筑，只有通过新技术的推广应用以及先进的管理体系才能是装配式建筑造价控制在合理的范围，本工程应用BIM进行施工图施工图设计，通过综合管线与结构碰撞检查分析及结构钢筋之间的碰撞检查分析，能够及时准确的查找到图纸错误，大大减少了现场返工，极大的提高了工程质量，利用协同设计节省了各专业间互提资料的过程，大大提高了工作效率，使得设计周期比传统方式缩短了30%左右，此外，加上应用BIM进行预制构件预排布，大大减少了模具数量，总体上使工程总造价大幅降低，使得总造价与现浇建筑基本持平。结束语：BIM是一个建筑信息化模型，它贯穿了设计项目的整个生命周期，可以运用于各建筑相关设计以及施工的全过程，并且提供一个完整的信息数据库。相比于传统的设计方法，BIM技术有着突出的特点与优势，如为项目参与各方建立单一工程数据源，确保信息的准确性和一致性；实现项目的信息交流和共享；全面支持数字化、自动化设计技术等等。所以，BIM在结构设计当中的应用具有非常巨大的价值。参考文献：[1]丁元凯，杨海龙，邢春华.BIM技术的装配式结构设计方法分析[J].居舍.2017(33)[2]田春鹏.BIM技术在建筑装配式结构中的应用研究[J].居业.2017(10)

论文作者:查旭

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年02期

论文发表时间:2019/8/13

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