張杰杰 田 磊

青島騰遠(yuǎn)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司 山東 青島 266000

裝配式建筑設(shè)計(jì)因具有效率高、技術(shù)含量高、多樣化等優(yōu)勢在建筑領(lǐng)域中占據(jù)了一席之地。同時(shí),裝配式建筑作為新型建筑設(shè)計(jì)模式之一有不完善之處,需要深入研究,但是裝配式建筑在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越發(fā)廣泛,也越來越符合現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)需求。隨著BIM技術(shù)與裝配式建筑設(shè)計(jì)的深度融合,裝配式建筑地位得到提高,越來越多人開始接受這種建筑模式。

一、BIM技術(shù)和裝配式建筑概述

(一)BIM技術(shù)。BIM技術(shù)指的是建筑物信息管理技術(shù),該技術(shù)是通過數(shù)字仿真虛擬系統(tǒng)建立建筑三維模型,通過手機(jī)加工、合成工程信息獲得三維模型,高度還原實(shí)物[1]。該技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用可以使建筑專業(yè)設(shè)計(jì)信息以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來,進(jìn)而構(gòu)成三維模型,并能夠?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)提供信息共享渠道。BIM技術(shù)在應(yīng)用時(shí),利用系統(tǒng)可以篩選各種設(shè)計(jì),為設(shè)計(jì)人員提供糾錯(cuò)服務(wù),同時(shí)可以將設(shè)計(jì)好的方案傳輸?shù)较到y(tǒng)內(nèi),系統(tǒng)會(huì)自行識別分析各項(xiàng)參數(shù),精準(zhǔn)控制構(gòu)建誤差,提高預(yù)制結(jié)構(gòu)精確度。

(二)裝配式建筑。裝配式建筑是由建筑各部分匹配形成的一種建筑,該建筑模式不同于傳統(tǒng)建筑模式,它只需要在工廠預(yù)制墻體、柱子、門窗等部件,后續(xù)直接將這些部件裝配起來即可形成完整建筑。在正式安裝這些預(yù)制件時(shí),用特定方式將這些部件運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn),并按照要求組裝這些部件,最終形成建筑物。

相對于傳統(tǒng)建筑,裝配式建筑精確度更高,所有部件都是應(yīng)用BIM技術(shù)精準(zhǔn)分析、測量、處理制作而成的,生產(chǎn)尺寸統(tǒng)一,準(zhǔn)確度較高。組裝部件時(shí),采用專用設(shè)備組裝,誤差小,組成的建筑更精致、安全、穩(wěn)定。同時(shí),裝配式建筑生產(chǎn)效率更高,這時(shí)由于裝配式建筑只需要組裝部件即可,無需人力,只需要采用特定機(jī)器就能夠安裝完成,形成最終建筑,整個(gè)建筑工期自由,基本不受外界環(huán)境影響[2]。

二、裝配式建筑中BIM技術(shù)的運(yùn)用

(一)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。裝配式建筑設(shè)計(jì)時(shí),采用BIM技術(shù)可以優(yōu)化預(yù)制部件的設(shè)計(jì)圖紙,提高建筑構(gòu)件的設(shè)計(jì)精度。與CAD軟件所繪制的二維圖紙不同,BIM技術(shù)制作而成的模型更加立體,該模型是基于數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)建立起來的,若是改動(dòng)某一構(gòu)件參數(shù),整個(gè)模型的參數(shù)也會(huì)隨之更改,圖紙修改工作十分便利。采用三維虛擬仿真系統(tǒng)建立建筑物結(jié)構(gòu)模型時(shí),需要對工程進(jìn)行全面勘察,在對建筑側(cè)柜、地質(zhì)勘測時(shí),該系統(tǒng)可以獲得建筑設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù),并將所得設(shè)計(jì)參數(shù)信息上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi),數(shù)據(jù)庫能夠?qū)ㄖ?gòu)件尺寸進(jìn)行分析,提高預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性[3]。采用結(jié)構(gòu)分析模型能夠拆分構(gòu)件,所得構(gòu)件的界面、材質(zhì)、輪廓等信息可以為圖紙科學(xué)設(shè)計(jì)提供參考。就圖紙管理而言,為了使構(gòu)件尺寸符合工程設(shè)計(jì)需求,需要建立數(shù)據(jù)模型,并優(yōu)化操作方案,深入分析設(shè)計(jì)圖紙,對于其中的不合理之處要及時(shí)調(diào)整。

(二)鋼筋設(shè)計(jì)。利用BIM技術(shù)可以得到建筑物信息圖紙,例如建筑剖面圖、平面圖等,同時(shí)也能夠得到建筑鋼筋、材料等規(guī)格信息,根據(jù)這些信息設(shè)計(jì)裝配式建筑鋼筋。在設(shè)計(jì)鋼筋時(shí),采用BIM技術(shù)可以準(zhǔn)確分析鋼筋數(shù)量和位置信息,使鋼筋布置能夠更加科學(xué)。在設(shè)計(jì)預(yù)制梁鋼筋時(shí),需要斷開梁跨中后澆段縱筋,合理設(shè)計(jì)澆段能夠?yàn)樘坠馨惭b提供保障。通過對梁段最大值進(jìn)行分析來加密設(shè)計(jì)箍筋,明確箍筋的數(shù)量以及間距。在模擬分析箍筋以及縱筋時(shí),利用BIM技術(shù)可以獲得與實(shí)際模型接近的數(shù)據(jù)參數(shù),確保鋼筋設(shè)計(jì)科學(xué),進(jìn)而為其他工作進(jìn)行提供保障[4]。實(shí)際工作過程中,利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件可視化分析,系統(tǒng)可以直接將制作而成的預(yù)制構(gòu)件加工圖以及連接構(gòu)造圖上傳到預(yù)制構(gòu)件加工廠,加工廠會(huì)根據(jù)預(yù)制構(gòu)件要求分配給不同部門生產(chǎn)加工,加工時(shí)也會(huì)對這些構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),修改內(nèi)部細(xì)節(jié),確保整個(gè)設(shè)計(jì)能夠滿足建筑和施工要求。

(三)埋件布置。在裝配式建筑設(shè)計(jì)過程中,埋件布置作為主要部分之一要遵循拆分細(xì)則布置結(jié)構(gòu)。為了保證埋件布置水平和現(xiàn)場作業(yè)效率,需要選擇好預(yù)制埋件內(nèi)嵌組,對此,在設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)節(jié)預(yù)制強(qiáng)柱和鋼板等相關(guān)參數(shù)可以提高整體參數(shù)的合理性。利用BIM所得最佳參數(shù)能夠?yàn)椴贾寐窦峁﹨⒖?。例?設(shè)計(jì)裝配式墻體時(shí),通過Revit能夠創(chuàng)建共享參數(shù)組,匯總分析加氣塊材料尺寸。對于砌塊被剪切部分可以自動(dòng)計(jì)算砌筑砂漿用量,確定過梁數(shù)量、位置等,科學(xué)分析預(yù)埋件數(shù)量以及位置。在存儲完相關(guān)埋件布置參數(shù)后,需要對其進(jìn)行分類合并、分析處理,以便為建筑設(shè)計(jì)、建筑施工以及檢測等工作提供參考。

(四)拼裝模擬。建筑施工時(shí)需要開始拼裝預(yù)制構(gòu)件,但是各部分拼裝的順利性和完整度由工程設(shè)計(jì)合理科學(xué)性所決定。要想提高建筑施工作業(yè)效率,有效控制成本與進(jìn)度,設(shè)計(jì)時(shí)需要模擬拼裝構(gòu)件,明確其中的問題,提前解決這些問題[5]。實(shí)際工作過程中,利用BIM技術(shù)來檢查預(yù)拼裝、碰撞工作,并拼裝梁、柱等復(fù)雜結(jié)構(gòu),優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn),防止施工時(shí)出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象。利用BIM技術(shù)可視化分析功能對梁端錨入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行模擬,提高節(jié)點(diǎn)性能。同時(shí),通過項(xiàng)目模型進(jìn)行碰撞檢查,檢測鋼筋沖突節(jié)點(diǎn),避免施工時(shí)出現(xiàn)問題。碰撞檢查中,利用BIM技術(shù)可以模擬構(gòu)件和機(jī)械運(yùn)行軌跡,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)碰撞檢查,查找碰撞點(diǎn),優(yōu)化施工項(xiàng)目,增加建筑效益。

結(jié)束語

綜上,隨著BIM技術(shù)的運(yùn)用,裝配式建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得到了細(xì)化,各結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)也得到了優(yōu)化,進(jìn)一步提高了建筑設(shè)計(jì)精確、建筑設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量。