基于BIM技术的混凝土装配式住宅建筑设计方法研究.docx

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Summary：BIM技术在混凝土装配式住宅建筑设计的过程中，可以有效提升设计的效率，并加强各方面的协作，提升设计的合理性与可行性。本次研究的过程中，针对混凝土装配式住宅建筑中BIM技术的应用进行深入的研究，选择Revit工具创建住宅建筑模型，并展开装配式住宅建筑设计，从而实现建筑设计的高质量、可持续发展目的。
Keys：BIM；装配式住宅；建筑设计
利用BIM技术的信息化优势在展开混凝土装配式住宅设计的过程中，可以将设计信息与工程参与各方进行有效的信息互动，从而保证混凝土装配式住宅建筑设计的内容符合各方的实际要求，从而提升住宅建筑设计的可靠性与可行性。在实现多专业合作的基础上，针对不同专业的设计内容进行多方面的评估、分析，以便于及时发现设计中的问题，从而在不断解决、优化的情况下达到最优的设计效果，避免可能出现的设计变更、返工等情况，为保证建筑工程的顺利实施打下良好的基础。
一、工程概述
本工程项目是某市城中村棚户改造工程的装配式住宅建筑设计，在设计的过程中主要使用Revit工具创建建筑信息模型，并使用腾讯云实施共享工程设计文件，以实现混凝土装配建筑设计的协作和分享。在应用BIM技术的同时，还需要充分考虑到城中村棚户改造的特点，以及构建装配的设计思想的内容。在展开建筑预制构件设计的同时，还需要与生产厂家进行有效的协调，以保证构件的标准化生产，并提升工程实施的经济性。
二、建筑信息模型的创建
（一）新项目的创建
使用Revit工具展开建筑设计的过程中，首先需要创建一个新的工程项目，并确定项目的基本参数，本次工程设计依然采用公制单位确定建模和绘图时使用的数值和单位，并在此基础上基于本地坐标系，以确保建筑模型的位置和方向符合棚户改造工程的实际要求。，以便于确保项目的设计能够满足防洪防涝、平面平整度等方面的实际要求。
（二）平面图的绘制
为了保证建筑模型的基础元素符合工程设计的要求，首先需要针对该混凝土装配式住宅建筑的外轮廓进行有效的绘制，确定建筑整体的形状以及尺寸大小。并在此基础上，通过平面图划分建筑内部的房间位置并按照相应的尺寸。在设计的过程中可以使用房间工具添加房间的名称、编号、面积等属性，有效提升设计的效率。同时，还需要明确各个房间墙体的位置、尺寸、厚度等信息，并
根据室内空间的照明需求、通行需求，确定门窗洞口的位置以及尺寸，利用相应的标记和文字注释确保各个开口的位置得以明确的标记[1]。然后对楼板、楼梯、坡道、设备的位置、尺寸形状进行明确，确保平面图设计符合建筑规范以及安全要求。此外，在设计的过程中还需要重视平面图尺寸线的标注和注释，确保平面图的各个元素能够被准确的测量和理解，然后进一步添加平面图中的细节，例如隔墙、柱子等信息，使平面图能够准确展示该装配式住宅建筑的内部空间以及整体结构情况，如图1所示。
图1 平面图
（三）立面图的绘制
平面图绘制有些类似，在建立模型的过程中需要进一步绘制住宅式建筑的立面图。在确保立面图中的门、窗、隔墙、柱、幕墙、立面系统的形状、尺寸符合平面图设计要求的同时，还需要在立面图绘制的过程中精准呈现出建筑物的外观特征。通过添加建筑结构材料的类型、色彩、纹理等参数，并在Revit自带的材料素材库中选择对应的墙体材质应用到立面图中，确保立面图中各构件的细节、构造信息符合工程设计的要求，并标注房间、楼层的标高信息，以便于在构建建筑模型的过程中使相关的信息更易于理解[2]。
（四）剖面图的绘制
利用Revit软件的剖面工具进一步展开建筑剖面图的绘制，从而展示建筑内部结构的各个细节，确保模型能够真实展现本次装配式住宅项目的建设效果。在明确各个建筑元素尺寸、厚度的情况下，还需要进一步展开剖面图细节的绘制。例如在标注墙体、楼板厚度、尺寸、形状等参数的同时，还需要对墙体的连接方式、梁柱的连接方式、楼板，支座等细节进行明确。然后对工程项目的功能性设施，如电力设备、给排水管道等设施的位置、尺寸进行明确，从而不断完善建筑的功能，使其符合预期的设计要求。对于不同的建筑工程材料，使用不同的符号和颜色进行标识。特别是对混凝土、钢结构分别采用灰色、金属色进行标识。
三、添加装配式构件的信息
（一）装配式元素的定义
根据预制混凝土住宅设计的要求和相关的建筑规范，需要进一步定义模型中的装配式元素，将预制墙板、楼板、梁、柱等预制构件的信息进行明确。并在此基础上调整装配式元素的尺寸，使其符合设计图纸中长度、厚度、宽度等参数
的要求。在此基础上，需要将相关的装配式元素配置到合适的位置上，确保装配式元素能够按照模型中的平面布局、立面布局，在正确的位置上。同时，由于部分预制构件存在一定的细节，例如墙板中的窗洞、梁的悬挑以及楼板的开孔等信息，需要进一步添加具体的细节和附属构件，使其满足装配式建筑的设计要求。然后使用标注工具添加各个构件的模型尺寸，并使用文字信息进行标注，从而保证装配式元素的尺寸信息、距离信息符合生产、安装的实际要求
[3]。如图2所示，其中的数字，分别代表不同的墙体、窗体、以及窗洞等构件的细节。
图2细节展示
（二）连接构件、组装方法的定义
为了保证各个构件得以稳定安全的连接，需要进一步明确各个连接构件以及组装的方法。对于墙板和楼板之间的连接，主要采用螺栓以及粘结的方式展开，并使用Revit连接工具模拟连接方式的可靠性，提升装配式构件连接的合理性。在梁与柱子之间的连接过程中，主要使用嵌入式的方法进行连接，使用螺栓焊接的同时，还需要通过嵌入钢筋并用混凝土灌注的方式，提升梁柱连接的可靠性与安全性。在此过程中，明确连接的具体参数，比如螺栓尺寸、嵌入长
度等信息，使其符合建筑工程安全性的要求。在面板连接的过程中，主要使用定位销和连接板的方式展开连接，并确保各个面板之间的连接方式能够通过具体的标注确保连接的准确性与可行性[4]。对于墙板和建筑结构之间的连接，则主要使用槽口嵌入、焊接、化学粘结的方式展开，并使用Revit工具模拟连接方式的力学变化情况，从而确保连接方式、组装方法能够满足安全性、稳定性的多方面要求。考虑到建筑工程在使用过程中受到的各方面影响，还需要对连接构件、组装的方式进行防水、绝缘、防腐方法的定义，进一步添加相关的细节构造，并通过文字注释确定绝缘、防水、防腐处理的方法。
（三）模型的验证
在确定各个装配式构件以及连接方式后，需要确保各个装配元素的位置、连接和组装的方式能够满足安全性、稳定性的多方面要求。使用Revit工具的碰撞检查组件对装配式元素之间的冲突或重叠情况进行全面的检查，并在检测的过程中有效的解决冲突现象，确保模型方案的合理性与可行性。同时，使用规范检查组件验证装配式构件的尺寸、连接材料符合建筑安全规定、规范的要求，从而保证设计方案的可行性与安全性。然后使用材料属性检查组件，确保相同装配式建筑构件的属性、参数符合相应的要求，并进一步校验其中的属性信息，从而避免构件加工、安装过程中可能出现的问题。并根据Revit工具生成的错误和警报信息，进一步修正、修改建筑工程的模型，以便于保证装配式建筑元素的正确性和一致性，使最终建设的模型符合设计的要求。
四、模型的共享与协作设计
（一）模型共享平台的建设
本次模型共享平台主要使用腾讯云服务器实现模型的云端访问。在共享平台的建设过程中，需要明确不同部门、人员的访问权限，确定其查看、编辑模型的权限，并建立全面的协作工作流程，以便于使用BIM技术达到模型共享以及协作设计的目的。同时，还要进一步建立模型修改信息的日志，确保设计成员的修改内容能够真实反映到建筑模型中，并对其进行精准的追溯，以有效避免意外更改和冲突现象的产生。
（二）模型版本的控制
为了确保协作设计的有效展开，还需要对模型版本进行有效的控制。一方面，在初始版本的基础上，进一步明确装配式建筑设计的标识和命名约定，以便于在展开修改的过程中，能够确保各专业设计人员进行协同的设计和处理。然后使用版本控制工具记录模型的版本以及变更的日志，使设计人员能够比较不同版本之间的差异，并进行模型的修改和更新[5]。另一方面，当设计人员针对 BIM模型进行修改后，使用版本控制工具在比较不同版本之间差异的同时，了解不同专业设计人员的修改内容，然后在相应的版本上进行协作和反馈，通过标记、评论、在线沟通等方式进行协作设计。同时还需要实时更新，共享最新的BIM模型版本，在完成重大修改之后需要对其进行全面的评审，然后更新最新的BIM模型，以便于实现设计的更迭与发展。
（三）数据的协同
在利用Revit工具统一标识相关数据的同时，还需要进一步确保数据的交换和导出能够满足协同设计的要求。设计参与各方可以利用Revit工具模拟3D模型的运行效果，并展开多个专业之间的协同设计，通过虚拟模型中的标记和沟通来达到良好的数据协同效果。同时，相关的模型和数据也可以导出IFC格式的
文件，以便于不同专业进一步深入分析设计图纸中的内容，并根据自身的需求生成2D图纸、统计报表等，有效展开各部门、专业内部的协调工作。
（四）3D可视化的协同
利用Revit工具提供的3D视图功能，工程参与各方可以浏览漫游建筑信息模型，从不同的角度了解3D模型中的具体信息，并进一步了解建筑设计的具体内容。然后使用3D共同决策的方式，使全体团队人员能够参与到设计的决策和沟通过程中，并利用3D可视化的优势，评估各种设计方案以及修改方案的优缺点，以便于做出更加准确、可行的设计决策，从而提升工程设计方案的合理性与可行性[6]。
五、建筑工程图纸的生成
为了保证工程施工的有效展开，利用Revit工具可以进一步生成详细的建筑工程图纸，为工程的实施和建设提供准确的指导和参考。不同的人员可以根据自身的需求选择生成平面、立面、剖面等设计图纸，并进一步明确构建清单和布置安装图纸，从而帮助制造和安装团队掌握各自所需的设计资源，全面提升混凝土装配式住宅建筑施工的效率，并有效减少误解和错误的发生几率。
六、结语
综上所述，现阶段BIM技术在建筑工程中的应用变得越来越常见，为了更有效的利用现代技术，提升建筑工程的设计水平，则需要充分重视技术在设计过程中的深入应用。装配式建筑作为建筑工业化发展的主要方向，BIM技术的应用对于提升其的标准化、规范化设计水平具有非常重要的意义，同时也可以有效
提升协同设计的效率。在适应行业发展方向的前提下，合理利用现代技术推动建筑工程行业的可持续发展。
Reference：
[1][J].中国建筑装饰装修,2023(02):62-64.
[2][J].住宅与房地产,2022(23):68-71.
[3][D].北京交通大学,2022.
[4]陈威,[J].建设科技,2021(02):27-30.
[5][J].住宅与房地产,2020(18):82.
[6][D].江苏科技大学,2020.
 
-全文完-