刘威
中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉市430061
摘要：BIM技术有着非常突出的优点，但不可否认的是，在具体的结构设计中，BIM技术仍然有着不足之处。本文根据笔者对BIM技术的熟悉了解，结合具体实例，围绕“基于BIM技术的装配式结构设计方法探析”为主题，结合实际情况，对BIM技术进行了全面而深入的分析研究，希望能够对BIM技术的结构设计中起到一定的帮助，并供读者参考。
关键词：BIM技术；装配式结构设计；方法探究关键词：
1BIM（建筑信息模型）技术和装配式建筑设计建造
BIM是BuildingInformationModeling的简称，即建筑信息模型。该技术以建设工程项目的各项关联信息数据为基础，采用计算机三维数字技术，建立三维建筑模型并模拟建筑物所具有的真实详尽信息。包含的信息内容不止是三维几何形状，还融入许多非几何形状的信息，比如建筑构配件的参数、项目的进度、材料的性能等。通过BIM技术创建一个内容丰富的建筑模型数据库，在该数据库平台中包含有建筑的全部信息，使项目各参与方（如建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等）可以利用这个共同的平台，共享这一建筑信息模型。
与传统的CAD绘制的平面图形相比，依托计算机软件和三维数字技术的BIM不仅仅是停留在绘制建筑模型层面上，也不只是对点、线、面这些几何对象简单的操作，而是能够建立起墙体、门、窗等建筑构件的三维模型，并将这些模型的信息整合起来使之关联。通过BIM技术建立起来的建筑模型就是由各个建筑构件组成的一个建筑整体，而不再是一堆没有关联的点和线组成的图形。整个建筑物的每个构件在BIM平台中被对象化，对于每个对象的属性则是通过一系列参数来描述。这些参数一般是事先被定义好的，或者是遵循某些制定好的规则，建筑的属性就是由这些参数信息构成的。比如，一个墙体对象是一个具有墙的所有属性的对象，它所包含的信息内容不只是几何尺寸（如长、宽、高）方面的，还囊括了墙体的规格、造价、材质、表面处理及保温隔热性能等。一般在CAD绘制的二维图纸中，对于墙体的表示是通过绘制两条平行线来实现的，而且线条之间不存在关联性。BIM可为项目提供可视化、精细化建造，是建设项目信息化、精细化管理的重要技术工具。
装配式建筑是将部分或所有建筑构件在工厂进行预制，比如楼板、柱、梁、墙体等构件，然后通过各种运输机械，将构件运到施工现场进行吊装、拼装成房屋。在构配件的吊装拼接过程也不仅仅是“搭”，预制构件运输至施工现场后，拼装过程中会用钢筋混凝土进行搭接和浇筑，以确保装配好的建筑具有整体安全性。“集成化”可以说是装配式建筑的核心，信息化则“集成”的主线，而BIM技术所体现出来的信息化则是“集成”的手段。传统的装配化设计和施工往往由于设计、生产与装配环节分离，设计、生产等任何环节容易出现不合理或者有误差的情况，将导致部件无法正常应用，造成时间和资源的浪费。在装配式建筑设计和建造过程中，融入BIM技术可以串联起建筑全生命周期的各个环节，实现设计、生产、施工、装修和运营管理“五位一体”的信息化管理，充分发挥BIM信息集成的优势，而不仅仅是“传统构件生产方式+装配化”的建筑。
2关键环节和案例
2.1设计和开发BIM深化族库系统
为了提高调用构件的速度，实现快速装配结构构件的目的，需对BIM深化族库系统进行开发与设计，由此生成系统族库文件目录。通过橄榄山快模软件对族系统设计加以深化的。当完成对系统族库的植入后，有一个族库系统文件会自主生成在“橄榄山”族的管家内部。使用这个目录文件，就能够看清系统族库每一个文件的详细分类，同时，它还有着非常优越的预览功能。
2.2应用系统拼装模型
当BIM应用系统设计完成后，通过此系统对模型进行预拼装，同时要保证拼装速度的快速性，预拼装完毕后，将模型导入具有相应接口的结构分析软件中，对其作结构受力的相关分析与研究。这里就用钢网架雨棚来当作例子进行说明。在RevitStructure软件中，通过BIM建筑信息模型的应用系统选取恰当的族构件，在结合实际情况与条件调整参数族参数，并快速的拼装好钢网架雨棚模型。通常，传统的钢网架雨棚建模对设计师来说是一件很头疼的事情，设计过程不但复杂繁琐，同时也很难达到精度的要求。基于BIM技术设计的应用系统，只需选择好恰当的族构件，并适当调整参数完成拼装程序就能完成此项工作，在很大程度上缩短了建模时间，同时也使精度得到了保障，最为关键的一点是，每一构件均附带着相关的材料信息与尺寸数据。
2.3构件参数化环节
具体分为两步：①对常规构件的信息参数进行查找与搜索，分析研究常规构件的参数化过程；②统计信息的工作完成后，即编制参数族。选择一个合适的模板之后通过族信息完成编辑工作。这里要注意的是，在选择模板的时候，必须要通过Revit的用途，来选定相关的模板文件。其在实际工程项目中可结合具体的情况和条件作出适当的调整与改进。
2.4通过SAP2000软件分析结构受力情况
（1）荷载指定。到目前为止，在RevitStructure定义中指定荷载具有着很大的不便。由于当荷载指定需要修改时，要从SAP2000重新回到RevitStructure，修改完成后再重新进行转化导入的步骤，操作起来比较麻烦，同时在反复的操作过程中极易出错。荷载指定直接在SAP2000软件中进行定义，从而为分析工作带来了很大的便利，而且更具有稳定性。（2）结构分析。具体分析流程为：设置项目恰当合理的工况——点击SAP2000运行——选择设定的工况开始运行——运行完毕——点击显示面板上的显示力和变形——结构分析结果出现。
2.5结构设计图纸的绘制
当结构分析结束，校核确定无误后，通过RevitStructure绘制施工图纸，由此整个结构设计流程结束。当前，RevitStructure中施工图的呈现方式依旧为传统的呈现方式，也就是结构平法施工呈现方式。在RevitStructure软件中转至相应的结构视图。
结束语
将BIM技术应用于装配式建筑结构设计、结构模型优化、构件运输和指导现场建造的各阶段，可以充分发挥它的优势和作用。该技术通过三维模型的参数化设计，使装配式建筑在设计和建造能实现可视化，大大提高装配构件拆分和深化设计的质量，同时也可指导预制构件厂进行构件的生产加工。BIM技术是当前建筑产业化转型发展的重要技术支撑，应用于装配式建筑的设计和建造当中，将会大大加快推进建筑产业化发展和信息化发展。同时我们也要清醒的意识到，目前虽然在装配式建筑设计及建造阶段应用BIM技术取得了一定进展，但是还存在许多问题和不足之处，如预制装配的节点处理问题、技术规范不完善等，要想达到装配式建筑与BIM技术无缝融合，尚需进一步探索。
参考文献
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