基于BIM的装配式建筑结构设计论文_刘繁

基于BIM的装配式建筑结构设计论文_刘繁

内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010020

摘要:随着城市化建设进程的不断加快,我国建筑行业飞速发展,但同时由其所带来的资源浪费与环境污染问题日益加剧,因此,目前我国建筑行业正在力求朝着环保化、信息化、工业化、绿色化的方向转变。在这样的背景下,绿色环保、节能减排的装配式建筑应运而生。同时,随着计算机网络与信息技术的不断发展,BIM技术也在日益成熟、完善。近年来,BIM技术在我国建筑行业得到了广泛应用,并在实际应用过程中表现出了突出的优势。在装配式建筑中应用BIM技术,可以为结构设计提供有效的指导,还可以避免预制构件设计不合理、生产不合格返工等现象的出现,有利于提高装配式建筑的结构设计水平。

关键词:BIM;装配式建筑;结构设计

1装配式建筑

装配式建筑即通过预制部分部件然后在施工现场组装所得的建筑,此类预制部件多于生产车间制作,囊括内外墙板、叠合板等。较之以往的施工建设而言,此类建筑在相应层面缩减了繁重的任务量,减小了生产成本,且达成了建筑、装修一体化的目的,契合绿色环保建设理念。装配式建筑的发展具备重要意义,具体可从如下几点说明:其一,推动社会经济稳步发展,经由投资吸引社会资金进入,对消费增长予以刺激,在新型企业发展方面具备显著的促进效用;其二,促进社会经济效益提升,增强环保水平、降低资源耗损,于相应层面能缩减建筑施工产生的垃圾,减小噪声污染,并达成合理利用能源、增强资源利用率的目的,此类建筑的出现可优化建筑环境,改善生态环境质量;其三,此类建筑的发展可改善生产效率,变革以往低效率、高损耗的建设模式,提出了新的建设方式,在增强劳动人员素养、健全管理观念等方面具有较好的促进作用;其四,对一带一路战略目标进行了响应,增强了国家竞争力,对其进驻国际社会具备显著效用;其五,装配化生产达成了批量生产的目的,不但缩减了漫长的施工周期,也变革了以往人力作业的不便,在提高建筑品质与性能方面具备重要作用。

2装配式建筑设计中BIM技术的有效运用

某装配式项目为3层别墅,建筑面积为373.52平方米,采用自主研发式的整体装配式混凝土异形构件结构体系,建立设计模型时主要使用Revit及相关插件和Tekla两款软件,以此全面分析和调整施工图。

2.1BIM结构模型与结构分析模型的转换

BIM技术背景下的结构设计主要是利用街道口,将Revit建筑模型导入结构计算软件当中,对其开展结构分析计算,之后将结构分析模型直接导入到Revit软件当中,从而构成Revit结构模型,在分析多种视图和添加多种标注的同时,以文档的方式存留施工图。在操作软件时发现,BIM结构模型在转换的过程中可能会引起数据丢失和失真等问题,无法顺利实现无缝链接,因此必须要采取人分工操作的方式对其加以调整和处理,这也在一定程度上制约了BIM技术在结构设计中的广泛应用。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外在设计中,应深刻地分析和讨论结构分析模型转化为BIM模型时遇到的主要问题,如模型转化后梁端钢筋长度过长、梁构件导入过程中出现明显错位,为了有效解决上述问题,必须通过人工检查和维护的方式来处理。

2.2应用BIM技术进行规划设计的调整

在实际的工作中,传统建筑的冲突问题是设计人员需要把控的重要环节,这一问题也在一定程度上提高了设计的难度,在设计的过程中,应结合多种影响要素,充分发挥关键环节和场地预设模式的积极作用。从建设定位以及评估模式的分析当中,我们也可以明显看出传统的设计方式能够满足定量的需要。在分析与管理工作中,应确保构件尺寸可满足工程建设的基本要求,且事先建立数据模型,以模型的参数和要求为基础积极开展预设方案的优化工作,对设计图纸和概况进行全面的分析和研究之后,应及时还原,若设计指标不合理,则会在一定程度上增大工程的成本投入。延长工期后,设计人员在创建模型时还应做好统计和计算工作。在这一过程中应掌握全面且准确的信息,并且采取有效措施增强其稳定性,以设计的构架和实际之间的误差为前提做好稳定性分析工作。

2.3关于埋件布置

装配式建筑设计中,预制件埋件编辑工作应严格按照拆分细则来执行。在这一过程中,一般可选择本身自带预制埋件的内嵌组,从而保证埋件布置的质量和效率。但在梁板钢筋吊环的设计中,还应科学选择吊钩形状。且在预制柱上的埋件设计中,可以实际的要求为基础布置相应的预制柱组,此外还需对钢板的高度和预制柱墙、柱连接的高度予以科学的调整。在设置参数关联时可设置全局参数,并在全局参数的基础上设置预制墙板连接件的高度。至于梁结构上的吊钩可以采取调用和平移的方式进行处理,该操作可获得吊钩钢筋,继而获取吊钩在梁上的准确参数,便于施工人员在梁上设置吊钩。

2.4关于钢筋的设计

装配式建筑设计中,应结合拆分的基本原则和构造的基本要求,来调整和确定钢筋布置的主要流程,之后科学利用二次开发程序,获得更多与钢筋有关的信息数据,再结合钢筋布置的基本规则完成钢筋布置环节。以下笔者以预制梁为例分析钢筋布置的基本原则。首先,在梁跨中后浇段断开纵筋,并且预留出一定长度的后浇段,从而保证套筒安装的正常进行。其次选择梁端的最大值来确定箍筋加密的区间范围,剩余的部分则为非加密区,这样可更加准确地获取箍筋的间距、数量以及纵筋断开的具体位置等重要参数。最后利用BIM技术中的程序完成梁纵筋与箍筋的创建,为下一阶段的模型建设奠定基础。

2.5关于拆分设计

施工图阶段,BIM模型当中的墙体和楼板等具有较强的整体性,所以在设计工作中,应严格按照设计的要求将连续的模型构件拆成工厂能够生产出来的独立构件,再结合设计图纸做好加工工作。在BIM技术应用的过程中,要严格按照生产和设计的基本要求完成构件拆分环节,拆分时应遵循多组合、少规格的原则,从而能够在拆分过程中减少构件的种类,提高工厂生产的效率。此外,所有的构件需在建筑施工现场完成装配。充分了解并掌握构件拆分的基本原则后,可在BIM模型上建立更加细化和科学的建筑模型。将一个整体结构拆分成若干个工程能够生产的构件,为预制构件连接构造以及预制构件配筋设计创造良好的条件。而且采用三维BIM技术模型完成拆分设计,能够以可视化的效果展现构件连接的最终效果,一方面可更加直观地展示出设计中的不足,另一方面也可有效控制设计过程中存在的各类问题,有效提高了设计的整体水平。不仅如此模型可起到保护数据的作用,有效避免数据丢失,提高了数据传递的顺畅性和可靠性,最后提高了构件拆分设计的质量。

4结语

结合上述所说,BIM技术的可以被广泛应用在PC构件的制作和加工之中,提供更为全面精准的数据支持,而且BIM数据也可结合参与方的作业方式和岗位特点,采取与之相对应的转换及传递方式。相信在未来的装配式建筑发展中,数据驱动设计和制造过程中的工作协同将是非常重要的两个发展趋势,这也极大地推动了我国装配式建筑设计的快速进步。

参考文献:

[1]张昭.装配式建筑结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2018(33):67-68.

[2]卢海燕.装配式建筑结构设计中BIM技术的应用[J].居舍,2018(25):79.

论文作者:刘繁

论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期

论文发表时间:2019/4/30

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