基于bim 技术在预制装配式建筑中设计探究

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1、基于BIM技术在预制装配式建筑中设计探究　　［摘要］提出将BIM技术应用到预制装配式建筑的设计中，论述了二者的适应性，并以一栋试验楼为例，给出了利用BIM技术做装配式建筑的完整过程，分析了BIM技术在预制装配式建筑设计中的应用过程和价值，探讨了BIM模型在预制建筑中下一步的研究方向。［关键词］建筑信息模型（BIM）；装配式建筑；深化设计中图分类号：TU2文献标识码：A建筑信息模型(buildinginformationmodeling，BIM)是以三维数字技术为基础，建筑全生命周期为主线，将建筑产业链各个环节关联起来并集成项目相关信息的数据模型[1]。TeklaStructures是BIM的

2、众多设计软件之一，其包含3D钢结构细部设计、3D钢筋混凝土设计、项目管理等模块。图1TeklaStructures模块图2试验楼标准层平面图Tekla6Structures软件（如图1）可以实现三维结构模型的精确建立和细致管理，将建筑的结构施工图设计、建筑做法、工厂加工、现场安装等环节完全体现在模型中，结构施工图设计主要指钢筋的具体分布、上下连接的方式、连接所需要的构件。建筑做法是指附着在结构墙板上的保温、防水等建筑构造措施。工厂加工与现场安装所涉及的吊钩、预埋件等于现场施工和生产相协调。同时，TeklaStructures软件可自动生成并输出制造的图表，极大地提高了设计效率。基于BIM理念

3、，通过多种软件建立三维数字模型并导入TeklaStructures，可以实现数据资源共享，构建各个专业协同工作的平台，提高工作效率，减少设计错误，避免返工劳动，降低工程成本[2]。1应用案例1.1工程概况本工程是沈阳市某装配式住宅为试验楼模型，采用预制装配式剪力墙结构体系，平面图如图2，建筑面积7330m2，建筑高度55.8m，地上18层，楼板是预制现浇叠合，剪力墙暗柱、屋面造型为现浇部分，其他构件工厂预制，预制率达到70%左右。1.2BIM模型的建立TeklaStructures具有预制混凝土专项的模块，适合装配式钢筋混凝土的深化，同时它包含参数化节点，方便建模。在TeklaStructu

4、res中开发参数化节点进行配筋，这些应用大大提高了建模的效率。6在确定连接方式（此实例为套筒连接）与现浇部分的前提下，TeklaStructures建立预制混凝土模块主要可以分为四个部分，预制剪力墙（或柱）、预制梁、预制板、预制楼梯。如图3所示。a)预制墙b)预制梁c)预制板d)预制梯板图3预制构件1.3深化设计构件深化的布置按分级来进行，如图4所示，以其中的一片外墙为实例，说明分级要求逐步实现设计要求。a)第一级：在确定坐浆缝厚度、连接方式的基础上，绘制混凝土墙的尺寸，包括长、宽、高等。b)第二级：根据建筑开窗等要求，对混凝土嵌板进行开洞处理。c)第三级：对混凝土嵌板进行配筋，同时对钢筋进

5、行编号，包括套筒等，方便以后对钢筋用量的统计。d)第四级：按照设备专业、建筑专业的要求绘制保温材料、预留插座或孔洞，达到生产要求。图4分级模型此住宅每层共有预制构件916个，其中外墙板21块，内墙12根，梁共计20根，楼板(预制现浇叠合板，含阳台板块)36块，预制楼梯2块，如图5所示。图5预制构件拼装好的标准层由于TeklaStructures中自带的参数化节点无法满足住宅楼的深化设计要求，所有构件独立配筋，人工修改的工作量很大。为提高工作效率，可以对TeklaStructures进行二次开发，除一些现浇构件外，把标准的预制构件都做成参数化的形式。通过参数化建模，提高工作效率[3]。预制构件

6、的主要特点是内部钢筋分布合理，不会发生碰撞，内部钢筋的排列很容易分布，主要是连接部分，连接部分钢筋密集，一旦发生钢筋碰撞，不仅给施工造成很大麻烦，而且会造成很大的工程浪费[4]。TeklaStructures自带碰撞校核管理器来检查钢筋，打开后选定所需校核的构件或模型，直接点击校核即可。图6实例为连接部分碰撞检查的详图。碰撞检查完成后，管理器对话框会将所有碰撞的位置全部列出来，包括碰撞对象的名称、碰撞的类型、构件及对象的ID等。当选取列表中的某个碰撞位置时，碰撞实体在模型中会高亮显示出来，以便检查修改。图6梁、暗柱节点的钢筋碰撞检查图7TeklaStructures对预制外墙进行工程量统计6

7、1.4自动生成图纸和汇总工程量TeklaStructures可精确统计模型的工程量(包括混凝土、钢筋)，并可根据需要定制输出各种形式的统计报表[5]。清单的输出内容包括截面尺寸、编号、材质、混凝土的用量，钢筋的编号及数量，钢筋的用量等信息。根据模型对全楼的构件数量及材料用量分类汇总，即可对某个构件进行详细的工程量统计（如预制柱见图7），也可以获得定制的整体工程量清单。由于预制构件多，住宅楼深化设计的出图量巨大