基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法探析

基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法探析

杨 鹏

摘 要：目前，随着计算机科学技术的发展，计算机三维建模技术开始受到建筑行业的普遍青睐。因此BIM技术获得了重要发展机遇，对其进行的相关研究工作也取得了不错的成绩。文章介绍基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法。关键词：BIM；预制装配式；结构设计中图分类号：TV334 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2017）01-0190-01 1 BIM以及预制装配式混凝土结构概述BIM技术是依托三维数字技术的发展而建立起来的，它将建筑工程项目所用到的工程数据模型信息进行集成，从而完整的表达工程项目中的所有信息。通过使用计算机软件，把整个工程做成三维模型，可以更直观的掌控工程施工管理、项目运营和设计，甚至可以分析和模拟施工周期，生成施工图纸和工程量计算表格，因此BIM技术也是管理、控制和采集信息的过程。预制装配式混凝土结构，简称PC（PrecastConcrete），是以混凝土预制构件为主要构件，经装配、连接以及部分现浇而成的混凝土结构。该结构具有施工工期短、可量化生产、施工精度高、投资成本低的特点，同时兼具很好的可靠性，可极大的提升施工效率。

2 BIM技术的具体应用

2.1 设计中的主要思路

主要出发点：依据预制装配结构的标准化和模数化进行设计，采集用于预制装配中的所有构件信息，并建立三维模型数据库。可事先建立用于预制装配式混凝土工程施工用的各混凝土部件的构架库，例如建立预制楼板、预制外墙等构件。方便设计人员在设计各种不同项目时，直接从构件库中挑选所需要的混凝土构件，大幅度提升设计人员的工程设计效率。为了将预制装配结构的设计特点最大程度的发挥出来，可以根据市场实际需要，研究标准化的装配式建筑户型，更有效的开展设计工作。2.2 Autodesk Revit Structure软件

通过对Autodesk Revit Structure软件研究后发现，族是该软件所具备的最为强大的功能。可将族划分为系统族、內建族和可载入族三个类别。因为构件族文件彼此，所以设计人员可对族文件进行更改，方便重复使用。设计者可将PC构件建立在族样板文件中，该方式可直接生成施工图纸，方便构件加工厂生产制造（见图1、图2）。此外，可在任何项目中加载族样板文件，进而加快设计周期。

2.3 构件族的建立

在Autodesk Revit Structure中，可以对系统族进行定义并生成模板，设计人员无法对系统族文件单独编辑，只能在具体项目中修改，而且只允许从内部加载。通常系统族包括屋顶、墙体、模板和楼梯等。预制楼梯、外墙等构件

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不允许在预制装配结构中直接使用族样板文件创建族库。项目文件被打开后，项目中预制构件的建立应遵从模数化和标准化的要求并仅可存为项目文件，进而完成构件族库的建立（见图3）。当预制混凝土构件在项目文件中建立后，可直接生产构件施工图，以满足加工厂对构件的生产要求。项目文件无法在项目设计中存为可载入族文件，所以其它项目无法加载此类型文件。

图1预制梁构件族三维图示

图2预制柱构件

图3预制外墙系统族三维图示构件三维图示

2.4 软件的二次开发

Autodesk Revit Structure的二次开发将会极大的节省设计时间。系统族构件库只能在项目文件中加载和编辑，无法加载至其它项目文件中，所以要求软件开发商进行软件的二次开发工作。将用于工程装配的预制装配式混凝土构件存为族文件，在保证设计质量的同时，也提升了设计人员的构件设计效率。3 BIM技术的优势

3.1 利用BIM进行各专业间信息的检测

工程项目中存在各专业信息彼此孤立，缺少共享平台而导致信息沟通不畅，影响了信息的准确传递，为施工造成很多不必要的风险。使用BIM技术可有效的改善这一弊端，也可以减少施工阶段由于设计变更而耽误的时间，确保施工工期，节约建设成本。与此同时，可在三维模型中直观的了解建筑、结构和安装信息。若存在矛盾，可借助BIM技术方便直观的检查和解决问题。如果某个PC项目中存在各专业间的大量冲突，仅靠技术人员在施工图纸中寻找问题冲突点便会耗费大量时间，而且无法发现全

部冲突点。BIM技术可以检测结构、建筑和安装等专业间的信息，帮助设计者解决所发现的问题，利于提升工程质量。3.2 基于BIM的造价管理

BIM在工程成本管理方面也有广泛应用，可以将施工项目具体定额标准以编码的的形式体现在BIM模型中。工程量由计算机进行计算，工程成本可以精确计算出。工程量计算结果的正确性对工程各方都是非常重要的参考数据，BIM模型的准确性与工程量的计算结果有直接关系，通过BIM建模计算出的工程量远比人工计算的结果准确，而且计算结果可以生成电子表格，在计算机中永久存档、共享和传递。

3.3 BIM技术在PC构件图纸深化中的应用

使用BIM技术进行PC结构设计前期的建模工作，需要特别留意预留洞口的设计。传统混凝土浇筑成型后，为方便管道专业的施工，通常需要在混凝土结构中开孔洞；PC构件则无法在成型后进行开孔作业，所以PC构件中的预留孔需在施工图纸中准确无误的体现出来，方便构件加工单位按照标准生产构件。PC构件一般从加工单位运输至施工场地，并吊装作业。如果该过程中发现PC构件没有加工出预留孔，将会影响施工进度。因此务必严谨的进行PC构件的生产工作，各专业紧密配合，遵从BIM模型进行管线施工。此外，对PC构件的预留洞口位置和规格进行复核，如发现问题，应以书面通知的形式通报给设计单位，优化改进并提供新版施工图，确保施工前所有问题均已解决。4 结束语

通过使用BIM技术，可极大提升预制装配式混凝土结构设计效率，并有针对性的解决施工阶段混凝土构件的对接问题，提升施工效率，较少施工材料的浪费。此外，建立BIM参数化构件库，可对模型进行优化设计，合理配置施工进度，对工程质量有极大的提升作用。参考文献：

[1]焦安亮.新型装配式劲性框撑结构体系及节点抗震性能研究[D].重庆大学,2015.作者简介：杨鹏（1983-），男，甘肃兰州人，工程师，研究方向：建筑结构，身份证号：6224211983010816。