摘要：随着我国房地产行业的不断升温，建筑行业也得到了巨大的发展。在过去的建筑体系中，钢筋混凝土结构为主要的建筑结构模式，随着钢结构技术的不断推进，钢结构技术逐渐被用于塔式住宅建筑，在这个基础上，高度集成化的建筑施工技术——装配式建筑得到快速发展。而在结构设计领域，BIM平台的三维构建效果为结构设计提供的便捷性受到了设计行业的认可，在这样的技术平台的支持下，结构设计从业人员开始思考与装配式建筑施工所匹配的BIM平台结构设计的有关措施。
关键词：BIM软件；装配式；建筑结构；设计
1预制装配式建筑结构发展概况
1.1预制装配式建筑基本概念
预制装配式混凝土建筑（Prefabricated Concrete PC），是指在工厂生产加工的预制构配件后通过运输工具运送到施工工地现场，在施工现场经装配、连接、部分现浇而成的建筑。其施工过程可大致分为三个阶段：第一阶段是在构件厂进行构件的生产制造，简称预制阶段；第二阶段是将构件运送至现场进行施工，简称运输阶段；第三阶段是预制构件的建造施工阶段，简称安装阶段。装配式建筑根据其装配化的程度可以分为全装配式和半装配式两大类。
1.2预制装配式建筑的优点
与传统的现场浇筑混凝土的建造方式相比，预制装配式混凝土建筑有以下几个优点：（1）房间的空间布置的灵活性大，室内空间的分割也更加随意方便。（2）很好地解决了一些因冬季施工出现的问题。模板租赁料具等用量减少，现场浇注混凝土的工作量也大大减少，在一定程度上降低材料浪费。预制楼板一般都不需要支撑，叠合楼板的模板用量也很少。（3）采用全预制或半预制的施工模式，大大减少了现场湿作业，减少了施工扰民，有利于保护周围环境，减少能源和材料不必要的浪费。（4）建筑物的外观尺寸一般要符合模数要求，生产的混凝土构件比较标准，适应性比较普遍。预制构件表面平整、外观好、尺寸准确，并且能将保温、隔热、水电管线布置等多方面功能要求结合起来，有良好的技术、经济效益。（5）PC构件在工厂内进行工业化生产，在施工现场可直接装配建造，大大缩短工期，投资周期快。由于构件是在工厂预先生产好的，所以支模、拆模和混凝土养护工作大大减少，能有效加快项目施工速度。从而缩短了投资回收期，减少了项目成本投入，具有明显的社会效益和经济效益。（6）在预制装配式混凝土建筑的建造过程中，自动化生产和现代化控制得以充分体现建筑产业的工业化大生产在很大程度上得以促进。构件的工厂化生产提高了劳动生产率生产环境相对安全和稳定，混凝土预制构件有利于机械化生产，生产过程严格按照国家和地方标准执行，因而质量保证率高。装配式施工遵循可持续发展的原则，符合当今提倡的绿色施工的要求：节地、节能、节材、节水、环境保护。同时降低对环境的负面影响，包括降低噪音、防止扬尘、清洁运输、减少场地干扰、节约水、电、材料等资源和能源。而且，PC结构很大程度减少了建造过程中产生的垃圾，如废弃的钢筋、铁丝、混凝土等。
2预制装配式混凝土建筑国内外应用研究
第二次世界大战之后，建筑工业化开始发展，经历了110年的历史，首先在西欧国家发展起来，十九世纪在欧洲预制混凝土建筑开始应运而生，1875年的英国提出第一项PC专利。1891年，法国制造了钢筋混凝土梁，富兰克林大街的公寓1903年在巴黎建成。1920年，建筑巨匠—赖特研究并提出印有纹样的预制砖工法，随即“阿利制法”（Earley Process）在美国确立。第二次世界大战给欧洲的许多国家带来了严重的创伤，人们的房屋在战争中不复存在，这就促使各个国家对住宅的大量需求。为了解决急迫的住房问题，这些国家纷纷采用工业化生产的方式完成大量的住宅，甚至在有的国家形成了完整的住宅建筑体系。欧洲国家的预制装配式技术的模数化与标准化工作相对完善，逐步向发展通用的构件（也叫部件），通过一些相对优惠的政策，及其制定标准化、模数化技术认定等进行扶植，通过公共住宅建设计划来实际采用和推广建筑工业化。这些国家中其中极具代表性的是丹麦与日本，世界上第一个将模数法制化的国家就是西欧的丹麦。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆日本从二十世纪五六十年代开始发展预制装配式建筑结构的，七十年代是日本住宅产业的成熟期，掀起了建筑住宅产业化狂潮。日本的各大企业开始联合组建成为集团发展住宅产业化，并且确立了工业化住宅质量管理优良工厂认定制度，这一制度保证工业化住宅的质量与功能。三十年间，日本住宅产业化迅速的发展，同时，一大批成功的住宅企业集团先后出现，并成为日本的住宅产业化的有力后盾。这些企业集团推动日本住宅产业向社会化、工业化的高水平、低成本、大规模、高效率发展。日本逐步走向标准化，部品化，促成部品产业化及建筑的长寿命化。
3BIM平台钢结构装配式设计与运用
3.1受力结构三维模型建立
基于二维图纸的模型信息，在对建筑整体进行充分理解的基础上，建立BIM模型。本次BIM模型的建立，是基于Ｒevit软件平台进行的。在模型建立过程中，对建筑中钢结构连接的细节依据建筑结构专业施工图纸中的局部详图进行细化。此外，在建立BIM模型的过程中，对大件异型结构进行族块化处理，提高模型建立的可信度。
3.2钢结构碰撞检查
对钢结构进行深化设计是本次BIM小组工作的重点内容之一。在前期的工作过程中确定，BIM小组所提供的三维信息模型在很大程度上应当充当建筑施工图纸深化设计的角色，需要在现有施工图的基础上完善施工图纸，指导施工的功能。在这项原则的指导下，BIM小组除了建立完善的建筑钢结构模型之外，对建筑内部相关元素的碰撞进行深入检查，对缺少连接及详图的区域及时反馈于设计单位，出具相关的变更说明。
3.3钢结构施工进程模拟
在BIM系统中，模型数据中可以加入工期的相关计划，这就使得BIM模型具有很强的模拟施工能力，在本次BIM模型建立的过程中，增加了对模型施工进度的控制。根据钢结构的施工顺序，BIM建筑钢结构碰撞检查组制作了钢结构施工进程的模拟软件，并在详细的施工步骤中引入了施工进度控制体系，制定了施工进度预期计划。
3.4钢结构施工管理
基于BIM提供的三维建筑数据和实时的施工流程及进度计划，有效地加强了施工现场中施工人员对钢结构建筑施工流程的理解。在这个理解的基础上，强调对钢结构施工质量的控制是钢结构施工管理的重要内容。在现场施工管理的过程中发现，完善的三维数据能够有效减少技术人员之间的答疑流程，在简单的培训之后，大部分的基础施工人员都能对建筑的整体施工技术及流程有很好的理解，并能很快进入到现场钢结构施工的状态中。此外，在管理结构的组织关系上，集团通过设立专门的BIM小组，对现场直接进行技术方面的管理和维护，加强了BIM小组专业性的同时也提高了现场施工技术指导工作的效率。
4结语
从解决环保问题、住房问题相关措施的角度上看，装配式建筑的发展都将成为主导我国住房问题的主要结构形式之一。随着我国建筑行业市场的不断饱和与产能的严重过剩，装配式建筑技术的出现将成为我国建筑行业走出目前困境的突破口。而与装配式建筑相匹配的高集成设计系统——BIM设计系统的出现，无疑是为装配式建筑的发展提供了一个良好的契机。通过对某住宅工程中钢结构装配式住宅建筑的分析，阐述了装配式建筑在平面设计中的相关问题，并详细分析了钢结构装配式建筑的结构可靠性，在这个基础上明确了未来装配式建筑的可靠性与发展前景。
参考文献：
[1]岳莹莹. 基于BIM的装配式建筑信息共享途径和方法研究[D].聊城大学，2017.
[2]刘鹏. 基于BIM技术的装配式建筑施工组织设计[D].聊城大学，2017.
[3]杜康. BIM技术在装配式建筑虚拟施工中的应用研究[D].聊城大学，2017.
[4]戴文莹. 基于BIM技术的装配式建筑研究[D].武汉大学，2017.
论文作者:惠凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/10
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