基于BIM技术的装配式混凝土构件模块化设计研究——以陕建建筑产业基地项目为例

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装配式建筑具有工期短、节能显著、资源消耗少等优势,运用BIM(BuildingInformationModeling)技术可显著提高其设计质量和精度,满足项目各参与方的沟通需求。BIM模型是进行提取工程信息、加快设计速度、满足沟通需求的前提,但目前利用BIM技术进行装配式混凝土项目设计时,出现重复性创建构件模型和建模工效低、模型深度不足的窘状。本文采取对标准化构件模型进行参数化及模块化研究,解决装配式建筑设计时快速建模和模型共享问题。鉴于此本文开展了以下四个方面的研究工作:
  (1)针对目前装配式剪力墙水平方向连接节点的问题,利用BIM技术进行装配式构件及节点的标准化,完成剪力墙结构节点局部范围的拆分优化设计,方便施工现场安装和质量控制。
  (2)完成墙、板、梁、柱等常用预制构件的参数化设计,参数包含混凝土构件的形状控制参数、钢筋的约束参数、预留预埋件的定位参数和钢筋及混凝土的材质类别参数等八大类,修改标准件参数即可获得所需构件,避免同类构件设计时重复建模;基于参数化后的构件进行模块化工作,完成了预制柱、预制梁、预制内墙、预制板等参数化构件模块,应用时只需改变其参数就可以通用共享于其他装配式建筑项目。
  (3)预制梁、预制柱参数化过程中,钢筋参数众多,逐个调节难度大。因而用C#语言对AutodeskRevit软件进行二次开发后形成了Revit插件,完成梁、柱配筋人机交互界面,实现界面输入钢筋参数,Revit软件读取后对构件模型中的参数进行自动设置,从而控制预制梁柱的钢筋生成;
  (4)以陕建建筑产业基地项目工程为例,利用参数化后的构件变换参数获取项目所需构件,项目模型建模效率提升;项目积累了大量预制参数化叠合板、预制墙体构件库,验证了模块化的方法可以快速实现项目设计;同时所创建的项目参数化模型模块,改变参数可通用共享于其他建设项目。利用经过参数模块化的BIM模型进行工程信息提取,完成项目钢筋级别碰撞检查、虚拟施工等进而指导现场预制件生产和安装施工。
  本文利用BIM模型进行装配式剪力墙局部结构节点优化,方便预制件的生产和安装。通过构件的参数化设计,形成的预制墙、梁、柱、板参数化模块,能实现快速建模和模型共享;而项目各参与方可以从模块化的BIM模型中提取各类工程数据信息,从而实现BIM在工程设计、生产和施工中的应用。
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