BIM技术在新型装配式结构设计中的应用_刘金城.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 1.0 2 2B I M技术在新型装配式结构设计中的应用刘金城(中铁二十一局集团有限公司勘察设计院,兰州7 3 0 0 0 0)摘 要:当前随着国内科技水平的快速发展,建筑行业也成功转型,其设计工作也由原有的二维化设计转化为三维化设计,其中B I M技术这种新型技术的引入,使得建筑工程设计得以以三维模型的形式更加直观地展现出来。此外,随着环保低碳等理念在建筑行业中的深入推广,新型装配式建筑的应用优势更加显著,通过在结构设计过程中融入B I M技术,弥补了传统设计方案的弊端,这也逐渐成为了建筑行业当前重点的发展趋势之一。基于此,论文以B I M技术为切入点,结合新型装配式结构,从多个方面阐述B I M技术在新型装配式结构设计中的应用策略,仅供参考。关键词:B I M技术;新型装配式结构设计;应用分析A p p l i c a t i o no fB I MT e c h n o l o g y i nt h eD e s i g no fN e wF a b r i c a t e dS t r u c t u r e sL I UJ i n-c h e n g(S u r v e ya n dD e s i g nI n s t i t u t eo fC h i n aR a i l w a y2 1 s tB u r e a uG r o u pC o,L t d,L a n z h o u7 3 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:A tp r e s e n t,w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fd o m e s t i cs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y,t h ec o n s t r u c t i o ni n d u s t r yh a sa l s os u c c e s s f u l l yt r a n s f o r m e d,a n d i t sd e s i g nw o r kh a sa l s ob e e nt r a n s f o r m e df r o mt h eo r i g i n a l t w o-d i m e n s i o n a ld e s i g nt o t h r e e-d i m e n s i o n a l d e s i g n.T h e i n t r o d u c t i o no fB I Mt e c h n o l o g y,an e wt e c h n o l o g y,m a k e s t h e a r c h i t e c t u r a l d e s i g nm o r ei n t u i t i v e i nt h e f o r mo f t h r e e-d i m e n s i o n a lm o d e l s.I na d d i t i o n,w i t ht h e i n-d e p t hp r o m o t i o no f e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n,l o w-c a r b o na n do t h e rc o n c e p t si nt h ec o n s t r u c t i o ni n d u s t r y,t h ea p p l i c a t i o na d v a n t a g e so fn e wp r e f a b r i c a t e db u i l d i n g sa r em o r es i g n i f i c a n t.B y i n t e g r a t i n gB I Mt e c h n o l o g yi n t ot h es t r u c t u r a ld e s i g np r o c e s s,t h ed i s a d v a n t a g e so f t r a d i t i o n a ld e s i g ns c h e m e s a r e r e m e d i e d,w h i c hh a sg r a d u a l l yb e c o m eo n e o f t h e c u r r e n t k e yd e v e l o p m e n t t r e n d s i n t h e c o n s t r u c t i o ni n d u s t r y.B a s e do nt h i s,t h i sp a p e r t a k e sB I Mt e c h n o l o g ya st h es t a r t i n gp o i n t,c o m b i n e sw i t ht h en e wa s s e m b l ys t r u c-t u r e,a n de x p o u n d st h ea p p l i c a t i o ns t r a t e g yo fB I Mt e c h n o l o g yi nt h en e wa s s e m b l ys t r u c t u r ed e s i g nf r o m m a n ya s-p e c t s,f o r r e f e r e n c eo n l y.K e yw o r d s:B I Mt e c h n o l o g y;m a s o n r yw o r k s;c o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n t收稿日期:2 0 2 2-1 2-2 6.作者简介:作者简介:刘金城(1 9 8 9-),工程师.E-m a i l:j i a n c a i s j 2 6 3.n e t1 B I M技术定义及优势概述B I M技术就是指虚拟建筑技术,又被称为建筑仿真技术,该技术本质上是在C A D的基础之上进行优化发展的多维模型建筑信息模型技术。该技术的出现为建筑工程的各参建方提供了一个良好的交互平台,所有参建人员都可通过该平台获取建筑工程的虚拟数字化模型信息,是一种辅助建筑从业人员完成建筑项目全周期管理的技术产物。对于B I M技术来说,最为突出的特点就是信息数据的高度集合性,数据模型是其技术基础,软件则是其实现技术应用的有力工具,协作管理则是发挥其技术优势的关键点。B I M技术的实际应用优势突出(如图1),重点可归纳为以下几个方面。第一,可视化。传统建筑设计中应用都是二维设计图,工程技术人员需要在大脑中构思想象构件的立体结构形式,很多设计内容无法直观体现出来,导致实际施工时存在很多阻碍。而B I M技术的可视化优势则很好地解决了这些难题,其更加清晰直观的立体展现方式节省了更多技术研讨,项目参建人员的各项工作都能够在可视化模型的辅助之下快速97建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期完成。第二,协调性。建筑工程设计中专业类型繁杂,有多工种技术人员参与其中,工程设计期间如若不同工种之间存在技术分歧又恰恰缺少交流,容易导致方案中出现各种设计冲突,需要频繁返工调整修改,而B I M技术的协调性优势可以避免这些情况出现,该技术应用之后可尽量防止不同专业之间的碰撞冲突。第三,模拟性。应用B I M技术之后,可对建筑工程各属性及施工建设流程实施真实还原,还可模拟还原工程运维阶段的实际情况,根据模拟流程推算可能出现的突发事件类型,并提前结合模拟结果制定应急预案。第四,优化性,建筑工程的建设运维以及工程的设计都需要进行不断的优化革新,应用B I M技术创建的建筑模型可为技术人员提供完整的、与建筑相关的各类物理几何信息数据,便于设计的优化更新。第五,可出图性。利用B I M技术不仅可以编制工程的施工图纸,工程地下的综合管线排布图、碰撞检测报告、项目综合结构的孔洞预留图以及项目的优化改进方案等也可借助B I M来绘制出图1。2 新型装配式结构概述新型装配式结构是指各种预制型建筑构件通过可靠稳定的关联方式形成的装配式建筑结构,装配式结构将建筑中的各类构件进行系统化的设计,然后拆分成为各种模块化构件,在指定工厂中进行构件的预制生产,预制完成之后再将构件运输到建筑工程建设现场进行装配安装。装配式结构相比于传统的现浇结构具有更加突出的生产效率,其使用的建筑构件质量有所保证,现场还能够节省更多的人力物力,施工期间造成的污染也更少。3 B I M技术在新型装配式结构设计中的应用思路装配式结构设计中,设计人员常以现浇建筑结构的设计思路作为设计参考。在进行建筑结构选型设计之后,再对其结构进行整体分析,完成各类建筑预制构件的深化设计之后,再将设计方案交由工厂进行构件的预制。但这种设计方式容易导致构件预制种类过多,这不利于建筑构件的工业化预制生产。为此,行业内必须要转变设计思路,充分利用B I M技术,将设计重心转移到建筑预制构件的通用性设计上,力求能够以较少类型的建筑预制构件满足装配式建筑的多样化建设需求2。所以,在结构设计过程中,要注重通用型建筑预制构件标准化设计,按照装配式建筑的具体要求,建设预制构件库,为建筑的装配式结构设计提供相应的选择参考,降低装配式结构设计的整体难度,与此同时还能够节省更多在设计中投入的时间及精力。利用B I M技术创建建筑的预制构件库之后,进行建筑构件预制的生产单位和负责建筑装配式结构设计的设计单位会对预制构件库进行共享应用,这样一来还可以保证装配式结构设计与构件预制生产的协调统一性。负责构件预制生产的单位还可提前生产通用性较强的建筑构件类型,提升工程建设的整体效率。为满足越发多样化的装配式结构建设需求,设计人员也应使用B I M技术不断完善预制构件库,持续更新一些特殊的预制构件设计类型。4 B I M技术在新型装配式结构设计中的应用要点4.1 创建新型装配式结构的预制构件库创建预制构件库能够为工程设计提供参考。利用B I M技术创建预制构件库,可使得建筑预制构件更加标准化,适合进行工业流水线式的加工制作,满足更多类型的建筑装配需求。在装配式结构设计中应用B I M技术,能够实现设计信息数据的共享,其信息数据的共享主要就体现在预制构建库的创建。进行预制构件库创建的时候,应先对预制构件实施分类和选择,然后利用B I M技术创建预制构件的相关信息数据,并对各预制构件进行编码,对预制构件编码和信息数据进行审核之后入库储存,最后预制构件库具有其相应的功能,预制构件库创建完成,如图2所示。进行装配式结构设计的时候,设计人员必须要依照其实际结构体08建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第1期系进行分类设计,不同结构体系中的预制构件不可以通用。在创建预制构件库的时候也要在众多构件类型中选出具有代表性的通用性较强的构件类型入库应用,并注意构件种类的正确划分3。4.2 入库预制构件的选择预制构件库中的构件类型要进行科学分类选型之后才能够挑选入库。一般来说,其构件选择流程如图3所示。设计单位应联合生产企业明确构件类型、尺寸、规格等细节,并根据不同建筑结构要求对预制构件类型进行种类划分。与此同时,还要根据建筑现浇结构与预制装配结构的设计方案进行分析,从而对构件类型实施分析统计,按照构件的适用情况对其归类划分然后审核入库。为确保预制构件库存的通用性功能,选择入库的构件类型必须要有通用代表性,例如对于不同的建筑结构和建筑楼层,预制板构件的选择通常只与其所受的荷载情况和其实际跨度有关。为此,进行此类构件的入库选择时,就可结合这两个因素进行归类划分。这样一来,在装配式结构设计时,可以直接通过荷载和跨度这两个因素选择相适合的预制板构件。预制构