摘要：在建筑装配式结构设计中应用BIM技术，一方面能够利用该技术所具有的功能与优势，提高结构设计的质量与效率，另一方面也能够充分满足现代设计中对自动化设计的要求，大大降低了人工劳动力强度。有鉴于此，本文着重研究分析基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术，最终为我国建筑行业的进一步发展提供参考和借鉴。

关键词：BIM技术；装配式结构；设计方法；关键技术

在建筑行业的发展过程中，结构的稳定性和安全性一直都是行业关注的焦点，预制装配式建筑结构应运而生。由于其结构的稳定性更强且制造方便，因此在房屋建筑领域得到了广泛的应用。预制装配式建筑结构需要对施工现场的相关影响因素进行考虑。然而，在实际的装配式设计过程中，受限于传统的设计理念与方法，装配式结构设计很难发挥出高质量及高效率，最终影响到结构设计水平。而以 BIM技术为基础的装配式建筑结构设计，能够有效地弥补这一缺陷，凭借这项技术的各种优势和功能，让装配式结构设计变得更加完善，从而推动我国建筑行业的进一步发展。

1基于BIM的装配式结构设计方法分析

（1）设计思想

在过去的建筑装配式结构设计中，一般以现浇结构为参照进行设计优化，先完成预制构件的优化设计，然后运到现场装配施工。对于这种结构而言，为了满足建筑结构设计施工等多方面的要求，实际使用的预制构件种类会非常多，这对工业化的发展造成了一定的限制，因此，进行设计理念的转型与升级至关重要。伴随着技术工艺的持续发展，对装配式结构的设计理念和方法进行了创新和优化，加大了对预制构件通用性的研发力度，使得在满足建筑结构实际需求的前提下，将预制构件的种类降到最低，并与 BIM技术相结合，设计出具有统一标准的通用建筑预制构件，并建立了预制件库，为后续的装配式结构设计施工高效开展打下了坚实的基础。与此同时，设计人员可以根据建筑结构设计需求，直接从预制构件库中选取样品，方便快捷地操作大大减少了工作量，降低了工作强度[1]。

（2）设计方法

在以往的装配式结构设计工作中，由于涉及的预制构件数量较多，类型不一，其中尺寸及型号等参数差异较大，因此，设计工作进行起来比较繁琐，不适宜运用到现代工业设计中，同时也不能体现出自动化设计的要求。基于 BIM的装配式结构设计方法最大的优势就是构建预制构件数据库，再结合相关的技术手段，生成虚拟的三维模型，再通过自动化处理来完成装配式结构的设计，具体内容如下：

1）形成与完善阶段

在应用BIM技术进行装配式结构设计时，相关设计人员将重点放在建立预制构件数据库上，以此为基础进行后续结构设计，大大提高了工作效率和质量。一方面，预制构件数据库能够充分保证各构件的标准和通用性，另一方面，将其输送给工厂，能够极大地提高流水线施工的效率，降低失误率。除此之外，在实际设计预制构件的过程中，系统可以结合不同的结构类型，生成具有不同功能要求的预制构件。同时，系统还会结合构件的各方面功能优势，包括载荷情况、强度以及跨度等，以此为基准，对构件进行分类，确保后续设计和运用的方便快捷[2]。

2）构建BIM模型

通过已建立好的预制件数据库，可根据有关设计要求，查询预制件数据库，建立相应的 BIM模型。BIM模型的建立主要是为了对装配式结构进行预先设计，以确保其安全性，在设计完成后，还要对BIM模型进行分析复核，通过各种检查方法对 BIM模型进行不断的调整优化，确保其使用的可靠性及有效性后才能投入生产施工。

3）优化和分析BIM模型

设计好的BIM模型需要进行反复多次分析复核后才能使用，保证结构的安全性，使最终设计方案更合理。若复核过程中不符合有关规定，则应从预制件数据库中重新选择更合理的构件来替代，再进行模型分析与复核，直至最终模型满足设计要求。

4）BIM模型的应用

只有在BIM模型满足设计要求之后，才能够投入使用。在建筑工程施工阶段，可通过BIM模型模拟施工的进度，使预制构件的生产、运输、施工等各环节得以合理规划，实现工程的科学管理。

（3）技术对比

以往的装配式结构设计方法，主要是以二维施工图纸的设计方法为基础，然后在此基础上进行后续的设计工作。在二维施工图纸的绘制和处理工作中，需要耗费大量的人力、物力和财力。此外，由于在人工操作过程中会存在失误等弊端，因此设计结果的可靠性很难得到保证，严重的还会给企业带来巨大的损失。而以 BIM技术为基础的装配式结构设计，侧重于构建三维虚拟模型，通过模拟的方式，与预制构件数据库相结合，实现结构设计，具有较高的自动化程度，出现的失误比较少，能够明显提高结构设计的可靠性和经济性。

2基于BIM的装配式结构建造关键技术

（1）以BIM技术为基础的预制件库存

将BIM技术应用于装配式结构设计，主要是为了实现不同类型建筑的信息资源共享，因此，建立与之相适应的预制构件数据库是BIM应用的基础。设计单位和施工单位必须共用该现成的数据库。设计人员在进行设计时，可随时与现成厂家交流，避免了复杂的设计过程并降低了构件的生产难度。创建构建数据库时需考虑其满足实际需求，首先要按照与之相适应的结构体系进行结构设计，若有多个相同类型的结构，则将预制件进行组合；其次，成品零件应在仓库内进行编码，便于识别，且不因信息不充分而影响成品的实际使用。最后，当现成的构件存放于数据库时，必须按统一标准执行[3]。

（2）选择分类预制件

由于不同的生产结构，需要根据相应的结构体系对预制件制造库进行分类、生产。目前常用的装配式结构体系有：预应力装配式整体框架体系、预制混凝土体系、新型预制混凝土体系以及夹层剪力墙结构体系。编码分类是信息存储与提取的重要依据。为了提高数据库的实用性，有必要根据相关的分类组件绘制存储结构以形成有组织的模制系统。一般情况下，还可以按构件功能划分为其它部分，如建筑、结构、设备等。预制构件应保证多功能、标准化的使用。现用部件必须按照目前普遍使用的生产结构系统小心地归类。不同类型的系统，同一种组件之间的功能也会差别很大，需要分别进行设计。对于经过分类的现成组件，需要统计它们的主要控制部件。

结论

综上所述，将 BIM技术应用到装配式结构设计与施工中具有重要意义，可以帮助设计人员更系统地把控设计的安全性和可靠性，也可以帮助施工人员更好地掌握施工图纸，制定施工方案，提高设计水平及施工质量，促进建筑行业的进一步发展。

参考文献：

[1]范炳连.论装配式混凝土结构的节点设计要求[J].工程技术研究，2022，4（5）.

[2]卢杰.基于BIM技术的装配式高层住宅预制构件库的建立及数据开发[J].铁道建筑技术，2022（1）： 34-39.

[3]代勇，郭小玲，赵俊忠，等.数字化设计在水泥工程结构设计中的应用[J].新世纪水泥导报，2022，28（1）： 80-83.