王 帥

新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南 新鄉(xiāng)453000

1 BI M技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 三維可視化 三維可視化可以把構(gòu)件的各個角度呈現(xiàn)出來，內(nèi)部也是三維可視的，相當(dāng)于每個角度每個點都有立體圖，方便了讀圖。BI M的可視化是靠信息自動生成的，是一種具有互動性和反饋性的可視，整個過程都是可視的。體現(xiàn)在裝配式工程上，可是讓設(shè)計、制作、運輸、施工過程中的溝通、討論、決策，都是在可視化狀態(tài)進(jìn)行。

1.2 協(xié)調(diào)性 一項裝配式工程的設(shè)計和實施，最重要的工作是協(xié)調(diào)。業(yè)主、總承包商企業(yè)、設(shè)計和構(gòu)件制作企業(yè)需要把大量精力用在協(xié)調(diào)配合方面。BI M的協(xié)調(diào)性使許多協(xié)調(diào)工作即時進(jìn)行，或自動完成協(xié)調(diào)，給出協(xié)調(diào)信息(數(shù)據(jù))，或給出不協(xié)調(diào)的提示。比如在預(yù)制構(gòu)件中的鋼筋碰撞，在傳統(tǒng)CAD圖時代，依靠人工觀察很難實現(xiàn)，而利用BIM技術(shù)可以很便捷的實現(xiàn)。

1.3 模擬性BIM的模擬性是指BI M技術(shù)可以對項目預(yù)想狀態(tài)進(jìn)行模擬，這對裝配式工程很有意義。例如，在設(shè)計中，BIM系統(tǒng)可以模擬不同設(shè)計方案對建筑效果、模具數(shù)量、制作時間與成本、施工工期與成本的影響，以選擇最佳的設(shè)計方案，節(jié)約時間。

1.4 BIM技術(shù)實現(xiàn)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化的管理 在BIM技術(shù)中，B1 M模型是一個參數(shù)化的信息載體，而Revit(Autodesk公司開發(fā)的BI M建模軟件)軟件中“族”是組成信息模型的構(gòu)件單位，且“族”的概念恰好與裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的預(yù)制構(gòu)件相吻合。族是組成項目的構(gòu)件，同時是參數(shù)信息的載體。Revit軟件中的族可以通過族類別、族類型進(jìn)行命名管理。族類別是以構(gòu)件性質(zhì)為基礎(chǔ)，對建筑模型進(jìn)行歸類的一組圖元，例如梁、柱等為族類別。族可以有多個類型，類型用于表達(dá)同一族的不同參數(shù)屬性值，據(jù)此可以有效地對裝配式建筑中的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫進(jìn)行管理。

2 基于BI M的裝配式建筑設(shè)計方法

以上述內(nèi)容為基礎(chǔ)，并且以Revit軟件和裝配式框架結(jié)構(gòu)為例介紹基于BI M技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法?；贐I M技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的基本思想是：(1)裝配式建筑設(shè)計全程由設(shè)計單位負(fù)責(zé)且主導(dǎo)；(2)轉(zhuǎn)變從整體設(shè)計到預(yù)制構(gòu)件拆分的設(shè)計思路，改為面向預(yù)制構(gòu)件的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；(3)采用BI M技術(shù)，各專業(yè)協(xié)同設(shè)計，且能夠在同一信息模型上設(shè)計。

基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法主要分為四個階段：裝配式框架結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件族庫的形成與完善、基于族庫的模型設(shè)計、模型檢驗和深化設(shè)計、Revit模型生產(chǎn)與施工。

(1)裝配式框架結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件族庫的形成與完善。預(yù)制構(gòu)件族庫是基于BI M技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的核心，設(shè)計人員設(shè)計及預(yù)制廠生產(chǎn)都是以預(yù)制構(gòu)件族庫為基礎(chǔ)。預(yù)制構(gòu)件族庫應(yīng)由設(shè)計單位與預(yù)制廠共同參與建設(shè)及完善，預(yù)制構(gòu)件是否符合規(guī)范的要求由設(shè)計單位負(fù)責(zé)，預(yù)制廠負(fù)責(zé)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)要求。設(shè)計預(yù)制構(gòu)件應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，外形尺寸應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，在設(shè)計過程中除了遵循模數(shù)制的原則，還應(yīng)充分考慮構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸以及安裝等因素。

(2)基于族庫的模型設(shè)計。在建立了裝配式框架結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件族庫后，設(shè)計單位各專業(yè)根據(jù)設(shè)計需求，從預(yù)制族庫中查詢合適的構(gòu)件，如果預(yù)制族庫中沒有合適的構(gòu)件，設(shè)計單位可以往族庫中添加新的構(gòu)件。首先建筑師先根據(jù)設(shè)計需求及預(yù)制構(gòu)件庫提供的構(gòu)件尺寸，合理設(shè)計戶型及建筑平面、立面組合方式，然后結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)建筑模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的組裝。完成了的Revit模型還需要分析復(fù)核，對于不滿足的預(yù)制構(gòu)件還需要替換，直到模型分析復(fù)核無問題才能交付。

(3)模型檢驗和深化設(shè)計。Revit模型預(yù)拼裝完成后，需要分析復(fù)核。分析復(fù)核時，如果有不滿足要求的預(yù)制構(gòu)件應(yīng)重新替換，直到模型分析復(fù)核合格。

(4)Revit模型生產(chǎn)與施工。當(dāng)上述階段都完成后，得到交付使用的Revit模型，預(yù)制廠先對模型進(jìn)行深化設(shè)計，然后根據(jù)模型進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)。施工階段要充分利用BI M技術(shù)，實現(xiàn)工程的全生命周期管理。

3 兩種設(shè)計方法的對比

3.1 兩種方法的聯(lián)系 雖然傳統(tǒng)方法是以現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，然后進(jìn)行拆分，而基于BIM的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法是以預(yù)制構(gòu)件庫為選擇范圍，面向預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，但它們的結(jié)構(gòu)分析都遵循等同原理，等同原理是指通過采用可靠的連接技術(shù)和必要的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造措施，使裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的效能基本等同。

3.2 兩種方法的區(qū)別 傳統(tǒng)的設(shè)計方法與基于BI M技術(shù)的裝配式設(shè)計方法有很多不同之處，這里主要列出以下幾點。

①傳統(tǒng)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，先按現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)整體設(shè)計，然后再進(jìn)行拆分設(shè)計，這種方式必然導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的種類繁多，不利于預(yù)制工廠的工業(yè)化生產(chǎn)，提高了預(yù)制構(gòu)件的成本，有些構(gòu)件還可能超出了預(yù)制廠的生產(chǎn)能力，還需要重新拆分。而基于BI M的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就解決了這樣的問題，此方法是基于預(yù)制構(gòu)件庫的，盡量選擇預(yù)制構(gòu)件庫中存在的預(yù)制構(gòu)件，庫中構(gòu)件遵循標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)化原則，這樣不僅可以有利于預(yù)制構(gòu)件廠的工業(yè)化生產(chǎn)，降低了構(gòu)件成本，還提升了裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計建造效率。

②傳統(tǒng)的設(shè)計方法主要基于CAD 軟件，設(shè)計以二維圖紙作為交付目標(biāo)，設(shè)計的各階段都以二維圖紙作為信息的主要傳播媒介，處理圖紙需要大量的人力，而且通過二維圖紙想象三維構(gòu)件模型比較容易出錯?；贐I M的裝配式設(shè)計方法就成功解決了這些問題，因為BI M軟件模型是三維的，設(shè)計人員可以直觀地感受構(gòu)件的空間模型信息，而且各專業(yè)可以在同一BIM模型上進(jìn)行協(xié)同工作，可以避免形成“信息孤島”。

4 結(jié)語

本文從BIM的三維可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等一些特點進(jìn)行分析，闡述BIM技術(shù)在裝配式建筑的優(yōu)勢體現(xiàn)。面對越來越多的裝配式建筑結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)設(shè)計方法的缺陷越來越明顯。BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，將是解決這些問題的有效方法。