基于BIM技术的预制装配式混凝土结构设计方法探析

2022-12-11

1 BIM技术在预制装配式工程建设中的应用优势

1.1 产业化建造工期可控, 效率提高

在对预制装配式建筑进行相关设计的过程中, 要以施工现场施工所用到相应构件数量为标准, 在BIM中建立与之相一致的构件库, 这样可以提升设计单位、构件厂和施工单位实现协调合作, 把生产环节做到集中操作, 根据现场的实际需要生产出同等数量的构件, 不但可以使现场劳动力得到优化配置, 还有效防止了材料浪费的情况出现, 有利于提升施工效率。为了做到在设计过程中合理进行人员分配, 可以在运用BIM技术的基础上, 在虚拟的三维模拟建造环节适时引入劳动力、物资和施工现场等必要元素, 利用统筹时间和人力的发展观念, 以优秀的设计指导施工现场, 可以在保证工程质量的同时加快工程进度。

1.2 实现设计、施工一体化建造

在利用BIM技术应用在装配式混凝土结构设计中, 所呈现出来的优势包括精准度高、覆盖范围广、在进行具体施工操作的环节中, 可以有效解决建筑设计图纸中的一些不足之处, 可以有效指导现场施工要点。具体的操作阶段, 不断促进设计与施工的协作联系, 在利用BIM技术的前提下搭建设计施工一体化平台, 主要以施工现场的具体情况为基准, 通过对各个流程的审查考核, 对施工方案加以完善, 搭建预制装配式BIM模型, 同时还要一次性做好拆分模拟等施工要点。以设计环节中得到的BIM成果为基础, 完成相应的计算、测量环节, 严格掌握脱模、吊装和支撑的时间、位置, 直到形成完整度较高的BIM信息模型, 可以对施工过程进行有效指导。

1.3 三维技术交底、提高施工质量

现阶段我们国家的施工单位对于装配式混凝土结构工程, 还不具备较多的施工经验和过硬的施工技术, 因此, 在进行具体的实施阶段, 可以以工程项目的具体特点和施工难度选择最为合适的三维技术交底, 比如进行吊装施工和套筒灌浆环节, 可以利用BIM三维技术, 进行直观展示, 对现场具体的构件安装和四周围的地形环节特征进行模拟;对于施工操作人员, 一般选用三维技术交底, 对他们的安装方法进行指导。与此同时, 运用三维技术交底的形式, 对施工标准、人才培养、资源配置逐一进行优化, 可以提升工程的整体质量。

2 BIM技术的预制装配式混凝土结构设计要点

2.1 设计中的主要思路

设计中心要点包括:设计的起源要包含装配式结构标准和模拟数据化要求, 收集并记录预制装配构件相关的信息, 通过三维数据库予以储存。我们可以提前建立并完善预制装配混凝土结构所需要部件的构架库, 可以通过建立预制楼板、预制外墙构件等, 可以帮助设计者在做不同项目的过程中, 在众多材料中挑选出最适合的构件, 优化设计方案。想要最大程度的发挥预制装配结构的突出效果, 可以通过市场调研的方式, 对标准化装配户型进行深入研究, 便于设计工作的展开。

2.2 Autodesk Revit Structure软件

经过深入分析研究Autodesk Revit Structure软件, 我们不难知道, 该应用软件具备的最主要功能就是族。通常情况下, 可以把族划分为三个类别, 包括系统族、內建族和可载入族。在构件族系统的时候, 不同的族文件之间带有自身的独立性, 优势是便于更改和重复使用。可在任何项目中加载族样板文件, 进而加快设计周期。

(1) 构件族的建立

在Autodesk Revit Structure中, 系统族是应用最为广泛的, 通过对其定义的分析可以生成模板, 因为系统族一旦生成文件的形式, 就很难对其进行相应的更改, 一般能做的只有在内部进行加载。系统族涉及到的要点很多, 包括屋顶、墙体和楼板等。在预制楼板和外墙等构件的环节中, 是不能直接在预制板结构中直接建族的, 对项目文件进行应用的时候, 对于预制构件的建立要按照标准要求和流程操作, 按部就班的完成构件族库。

(2) 软件的二次开发

Autodesk Revit Structure软件在进行二次开发的过程中, 能够在一定程度上缩短设计时间。这个时候, 系统族构件库的加载流程只能在项目文件内部完成, 不可以转移到其他项目中继续加载, 因此, 科学合理的开发二次软件设计有重要意义。此时, 可以把预制装配式混凝土结构构件以族文件的形式存档, 如此设计有助于工程质量的提升, 从而延长了构件的使用寿命。

2.3 住宅产业化和PC

近些年来, 我们国家开始推广和普及住宅产业化发展项目。这种建设原理主要是以工厂生产的形式进行住宅建设, 把住宅看作工厂中的一部分产品, 按照统一的标准和结构形式进行设计, 在工程中运用先进的施工技术和新型环保材料, 根据不同的专业要点, 做好明确的工作分工, 紧接着在工厂内部实现大批量集中生产操作, 当准备工作做好后, 在工程现场进行组装, 形成住宅建筑。我们在这里所说的预制装配式建筑就是在工厂加工完毕的配件, 完好无损的运达工程现场, 经过一系列的施工操作形成住宅建筑。而PC住宅的建造原理类似于汽车的生产制造, 是全新的发展模式, 因为其专业化和环保性能较强, 有利于我国建筑的可持续发展, 未来的发展道路极为广阔。也需要严格遵守住宅模型标准设计, 建立PC结构所需要的构件库, 优化设计阶段, 从设计好的构件库中选取所需用的标准构件到项目中, 使每一个标准的构件搭接装配成三维可视模型, 可以有效提升设计人员的工作效率。为了更好的体现装配住宅的显著优势, 从设计到施工严格按照标准户型操作, 直至形成装配式建筑模型库。

结束语

综上所述, 在预制装配式混凝土结构中应用BIM技术, 不但可以解决施工中由于构件原因所产生的一系列问题, 还能够在保证工程整体质量的同时, 最大程度的提升施工效率, 保证工程进度和控制工程成本, 适时建立BIM参数化构件库, 优化设计建筑模型, 为我国建筑事业做出贡献。

摘要：近些年来, 随着科技的不断进步, 在建筑工程的施工中越来越多的运用到新型施工工艺和技术, 在此发展的大背景下, BIM建筑信息模型技术被广泛应用, 并且好评如潮。此项施工技术运用三维数字发展理念, 把建筑项目中涉及到的各种相关信息和数据进行充分剖析与表达, 所建成的BIM数字模型, 专门用于储存各种类型的信息。在进行项目建设施工的环节中, 利用BIM建立的三维数字模型从项目设计、施工、竣工、直至运营阶段都发挥出了巨大的经济效益。

关键词：BIM,预制装配式,结构设计