BIM技术的预制装配式混凝土结构设计分析

作者：周 旭

来源：《中国住宅设施》 2019年第9期

周 旭/ 郴州市城市规划设计院 湖南郴州 423000

摘 要：随着科学技术的快速发展，信息技术崛起的速度随之加快，使得不同领域经济活动不断趋于高效、便利、快捷方向前进，并在实际应用过程中逐渐实现了三维建模与远程控制，从而为企业的健康稳定发展提供了可靠的技术支撑。而信息技术在建筑工程设计领域中的应用，可以进行工程的实时监测，从而提高建筑整体设计结构的稳定性，而BIM 技术作为信息技术的一种，其在预制装配式混凝土结构设计中发挥着至关重要的作用。基于此，本文笔者结合实际工作经验，在分析BIM 技术设计优势的基础上，以实际工程为例对BIM 技术的预制装配式混凝土结构设计展开详细分析，望给予实践一定的参考。

关键词：BIM 技术；预制装配式混凝土；结构设计

引言

建筑结构设计对于整个建筑工程而言， 至关重要； 而作为建筑结构设计中不可或缺的重要组成之一，P C 结构设计在确保施工有序进行与提高施工质量方面发挥着重要作用。通过合理、科学使用B I M 技术， 可以确保相关构件在实际加工过程中免受各种问题的影响， 从而实现资源的充分利用， 避免不必要的资源浪费， 进而在确保施工质量的基础上， 尽可能减少工程施工成本的投入。其中需要注意的是， 在构建模型期间， 设计人员需要结合工程实际开展进度， 不断提高设计的科学性与合理性， 确保全部资源都得以合理配置、优化， 进而全方位提高建筑工程施工的质量。

1BIM 技术相关内容及其应用优势分析

1.1BIM 技术相关内容概述

B I M 的关键技术主要是三维技术；在对建筑工程实施结构设计的过程中，借助此项信息技术能够对工程涉及的全部数据信息实施整合，并将其分类进行存储。确保设计人员能够以这些数据信息为基础，构建工程结构模型，并且更加直观对设计实施全方位讨论与分析，从而及时发现结构设计存在的不足，并及时纠正，减少设计变更，保证施工作业的连续性，进而提高施工质量。不仅如此，B I M 技术还具备一定的同步性，即当设计人员修改部分纰漏， 系统在自动对与之相关的部分实施针对性的修改， 进一步提高了整体结构设计的合理性， 也极大提高了建筑结构设计的精确性。

1.2 应用优势分析

（ 1）效率与质量

以P C 构件为基础， 构件与之对应的B I M 构件体系， 能够确保参建各个部门相互协调与配合， 共同完成构件的制作工作，从而保证构件建造的更加合理、更加科学，进而减少人力、物理资源的投入，使得材料得到有效管控，切实提高构件生产的效率。不仅如此，借助B I M 技术完成三维模型的构建作业，还可以直观体现相关作业流程，从而为施工现场构件与条件的设置奠定了良好的基础，最大限度提高工程施工的质量。

（2）实现设计作业与施工作业一体化

B I M 技术在预制装配式混凝土结构设计中的应用，能够充分发挥其高精度化特征，从而确保构件现场施工安装以及前期加工作业得到进一步完善， 进而有效解决不同阶段可能出现的问题。不仅如此， 在施工单位与设计单位建立联系的前提下， 利用这一技术平台， 也能够采取审查、设计或者其余条件完成施工模型与施工图纸的构建、设计。而在实际施工期间， 也可以进行不同方面的合理设计， 从而在精确分析执行标准的基础上， 确保设计工作的合理落实以及设计图纸的逐步完善，进而为后续施工作业提供有力保障。

（3）造价管理

B I M 技术不仅具备结构建模作用之外，还可以为建筑工程造价管理工作提供可靠的依据。B I M 技术能够对不同分项工程的造价实施编码， 并将其直观显示在B I M 模型中， 最后使用计算机将分项工程实际工程量以及对应的成本投入精确计算出来， 从而提供可靠的参数数据， 进而提高建筑工程造价管理的效果， 确保工程造价始终处于前期预算之内。这种工程造价管理方式与传统的人工计算相比， 计算精确率更高、误差小； 不仅如此， 获取的信息数据还能够进行共享与储存，进一步加强了参建各个部门之间的联系。

（4）信息监测

传统设计模式下，在对预制装配式混凝土结构进行有关设计的时候，涉及的内容相对较广，且不同内容之间彼此相互独立， 设计人员在正式设计之前需要花费大量的时间与精力进行复杂的信息进行有效整合； 因此， 不可避免会面对一些不可控因素， 从而给工程施工带来一定的风险。而随着B I M 技术的应用， 则可以有效解决这一问题。借助B I M 技术构建信息共享平台， 通过计算机将不同信息进行整合， 最终构成直观的数据模型， 确保不同内容之间建立良好的联系， 为设计人员的信息应用提供方便， 从而保证可以对预制装配式混凝土结构实施全方位的检测，提高其在实际使用过程中的稳定性与安全性。

2 实际结构设计应用分析

2.1 项目概况

某地存在一住宅楼工业化工程项目，工程的主要结构为装配式剪力墙；整个建筑工程项目分为地上与地下两大块，其中地上建筑楼层的数量为2 7 层，地下建筑楼层的数量则为3 层，每层高度为2 . 8 米。整个建筑工程项目的预制梁不低于4 5 %， 而装配率则是高达8 5 %。建筑底部采取现浇结构， 建筑标准层使用的则是现浇与P C 的拼接结构。连接灌浆套筒的材料主要以钢筋为主，结构设计墙体的厚度保持在2 0 厘米左右；而对建筑楼板实施建造的过程中， 使用的材料主要以叠合板为主， 其厚度保持在5 厘米， 现浇层厚度则保持在7 厘米。使用B I M技术对整个建筑工程不同结构实施精细化设计，不仅提高了其施工质量，而且也大幅减少了施工成本的投入。

2.2 设计思路分析

对预制装配式混凝土结构进行设计的过程中，设计人员必须要明确设计的思路，在整个设计期间需要结合预制装配式混凝土结构的模型构建参数与对应标准要求进行精确设计。同时， 对预制装配式混凝土结构的全部数据进行收集，从而为三维模型的构建提供可靠的数据支撑。详细来看：（ 1）设计人员首先需要构建模型数据库，并对不同构件的数据信息实施整合，从而为后续模型的构建奠定良好的基础。（2）对建筑工程项目实施全方位的综合分析， 初步构建预制装配式混凝土结构， 确保设计人员在实际设计过程中能够更加便捷， 从而大幅增加结

构设计的效率。（3）结合工程实际需求落实预制装配式混凝土结构模型的构建工作，充分发挥结构设计的真正效能，从而确保设计工作的正常开展。

2.3 软件应用

设计人员在设计预制装配式混凝土结构时使用的软件是A u t o d e s k R e v i t S t r u c t u r e ， 在多次的实验和探索之后， 该软件在各个功能方面都符合设计相关要求， 因此， 其功能非常强大， 该软件中最为重要的功能之一就是对族的划分， 在操作过程中可以将其划分为三个族别， 这三个族别分别是载入、内建和系统； 三个族别之间彼此独立， 设计人员可以根据自己需要对其进行更改。使用该软件， 可以实现对预制装配式混凝土结构的数据的输入，该软件还可以整合数据，从而可以以图纸的方式呈现，进而使得设计效率得到提高。

2.4 构件族和软件开发

A u t o d e s k R e v i t S t r u c t u r e 软件可以实现对系统族的命名。随后建立与之对应的模板，设计人员可以根据需要实现对其中的文件的编辑工作。其中， 需要注意， 只能对具体内容进行编辑， 也只能在内部进行加载。系统族中的内容包括屋顶和墙体等， 可以借助该软件生成预制装配式混凝土结构， 并以图纸的方式呈现出来。对该软件开展二次开发工作可以促进对结构的设计工作， 并缩短设计时间， 确保工作效率以及结构质量的提高，还可以促进结构设计的抗震性能和稳定。

2.5 信息传输

就目前而言，使用B I M 技术，可以直观、全面的展现预制装配式混凝土结构，施工人员也可以对设计理念有全面的理解， 进而可以提高建筑工程的精确度， 确保工程的整体施工质量。就实际情况而言， 在整个工程的施工过程中都会使用到B I M 技术，其不仅可以确保建筑施工过程中信息的共享状态，还可以实现对各个环节的指导；借助三维模型将工程概况呈现出来，确保工程的完善。

结语

综上所述，人们常说“科学技术是第一生产力”，先进科学技术的合理使用可以确保建筑工程施工的高效性，从而促进我国建筑行业区域健康可持续方向发展。在对预制装配式混凝土结构进行设计的过程中， 借助B I M 技术来完成三维模型的构建工作， 能够及时发现结构设计中存在的不足， 从而实施针对性的解决对策， 进而保证预制装配式混凝土结构设计更加合理且科学， 提高设计的质量与效率， 使得全部资源得以充分利用， 最大限度避免延误工期的现象，最终提高整个建筑工程的施工质量。

参考文献

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作者简介

周旭（1986.10-），男，湖南郴州人，研究生，工程师，从事建筑结构设计工作。