装配式建筑深化设计BIM应用技术

装配式建筑合理的深化设计,是实现预制装配结构的关键,现阶段的平面设计多使用传统的CAD软件,绘图的工作量非常大,且一些错误在二维平面中不能被及时发现,对后期模具和构件生产安装造成一定影响。

2.2BIM深化设计原理和应用思路

2.3ALLPLAN软件概述

2.3.1软件模块和功能组成;

AllplanPrecast是德国Nemetshek公司开发的对象指向的3D综合BIM软件,在预制构件的模型建立和预制构件生产方面具有独特优势。AllplanPrecast是一款综合软件,深化设计应用主要涉及两个模块,基础模块和构件模块,基础模块的主要作用是平面设计和BIM建模;构件设计模块主要功能是构件的建模和深化设计,本模块可包括三明治保温墙、单层和多层墙、叠合楼板、实(空)心楼板、楼梯、异形构件等,可覆盖装配式混凝土建筑的所有常见构件。

2.3.2Allplan特点和优势

(1)整体到局部的设计理念

首先,根据一次设计图纸对项目结构墙体建模;然后进行墙板的拆分,其他设计人员分别同步进行叠合板、预制楼梯、预制阳台、现浇部位的外形和配筋设计;各制图文件保存在服务器上,合并即为项目的完整设计。

本工程的核心设计为墙板的设计,设计人员先做建筑建模,再通过“墙体构件设计”命令将建筑墙转化为三明治墙或单明治墙,并用“连接”命令在预制墙体上进行节点拆分,得到各预制墙的三维模型,整个设计过程通过参数设定完成,取消传统设计画点画线的过程。

(2)参数化设计

对于标准化程度高的预制件,Allplan软件可实现自动化、参数化的深化设计,如叠合板,其外形、配筋具有一定规律,定义公式后,设计时仅需点击几次鼠标即可。"

设计前期,在软件的目录与配置里预先设定本项目典型构件的尺寸限制条件和配筋公式,设计过程中软件会参数化处理,自动拆分、自动配筋。

(3)信息共享技术

3基于BIM的深化设计流程和组织

3.1深化设计流程

BIM技术在装配式建筑中应用的总体流程包括建筑设计阶段、深化设计阶段、生产制造阶段、建筑施工阶段、运营维护阶段。其中深化设计阶段主要包括构件平面布置设计、构件加工深化设计、设计检查、自动出图、物料统计等。作为装配式建筑BIM应用的重要一环,深化设计BIM应用总体流程图如下图所示。

常规BIM设计软件,是先对单个预制构件建模,再在建筑平面图中拼装,需要对构件的外形尺寸充分考虑后再进行建模,容易出现纰漏。我们应用从整体到局部的设计理念,使用Allplan绘制建筑模型后,通过设定工程参数直接在模型上进行节点拆分,很好地解决了现阶段构件标准化程度不高,预制构件很难统一,建模工作繁重的问题。相较于先建模成块再拼装的设计方式而言,不仅设计效率更高,而且更有针对性。

3.2组织方式

建立一支目标明确、协调统一的团队是保障BIM应用取得成功应用的关键因素。Allplan分为单机版和网络版,公司设计专用电脑安装网络版以实现项目控制,项目设计置一个关键用户,负责系统的设置、文件的统一管理、工作的标准等,保证了设计参数、标准的统一。;由关键用户建立“项目向导”,作为其他设计参与者绘图的标准,为项目参与者分配权限,不同的设计人员在不同的设计文档中读写、修改设计文件,互不影响,同时进行,实现协同工作,保证设计的唯一性和可追溯性。

4深化设计实施

4.1预制构件平面布置图设计;

平面布置图设计流程如下:

平面布置图应包括竖向构件平面布置图和水平构件平面布置图。基于BIM构件平面布置图的设计实施步骤为:

(1)模型创建

(2)初步深化设计

在创建的BIM模型基础上进行构件布置平面深化设计,BIM信息有助于单个构件几何属性的可视化分析,可以对预制构件的类型、数量进行优化,从而减少预制构件的类型和数量。利用BIM技术参数化特点,对各个构件在空间进行精确的定位,从而形成预制构件平面图。

4.2基于BIM的构件加工图深化设计;

构件深化设计流程如下图所示。

构件加工图深化设计是装配式建筑深化设计的核心环节,通过已完成的预制构件平面布置图,对各个构件进行深化设计形成生产加工图;设计内容包括构件的外轮廓及节点构造设计、配筋设计、水电预留预埋设计、吊点设计、施工预埋设计等。

针对预制墙的设计,运用Allplan预制构件模块下的“墙体构件设计”对模型中的“建筑墙”进行预制构件化。主要设计阶段包括:墙体类型的设计、连接节点设计、配筋设计、修改设计,设计过程中可通过“属性”选项进行构件参数的调整。

实施步骤包括:

(1)节点构造设计

预制构件与预制构件、预制构件与现浇结构之间节点的设计,根据结构数据,从标准节点库引用符合条件的节点,完成标准节点构造设计。对于非标准节点构造,运用BIM参数化设计,完成非标准节点构造的设计,并保存非标准节点构造至节点构造库。

(2)配筋设计

墙的布筋和钢筋形状比较规律,可使用“钢筋类型”进行布筋,含有窗洞,门洞的墙体,或者较多钢筋需要特别的形状时,使用“工程模块”进行布筋。

(3)水电预留预埋设计

(4)吊点设计

通过对构件脱模、起吊等因素的综合考虑,运用BIM技术对构件模型进行受力分析,确定吊点位置以及吊钉规格,从标准库选择相应规格吊钉进行准确布置。

(5)施工预留预埋设计

施工预留预埋主要包括模板加固预埋件、斜支撑固定预埋件、外架附着预留预埋、塔吊附墙预留预埋、施工电梯附墙预留预埋及其他二次构造预留预埋,如:雨棚、空调架等。

4.3基于BIM的设计检查和构件预拼装

构件设计检查流程如下图所示。

利用BIM的三维可视化和空间碰撞检查功能进行深化设计检查优化,包括对构件与构件之间、构件与现浇结构之间、构件与施工设施之间的空间关系进行检查;构件内部的钢筋与钢筋之间、钢筋和水电线管之间、钢筋与预埋件之间的空间关系进行检查。实施步骤包括:

(1)构件内部的检查与优化

对预制构件的几何尺寸及内部钢筋直径、间距、钢筋保护层厚度等重要参数进行精准设计、定位。在BIM模型的三维视图中,设计人员可以直观地观察到待拼装预制构件之间的契合度,并可以利用BIM技术的碰撞检测功能,细致分析预制构件结构连接节点的可靠性,排除预制构件之间的装配冲突,从而避免由于设计粗糙而影响到预制构件的安装定位,减少由于设计误差带来的工期延误和材料资源的浪费。

选择某一构件,分别设定钢筋与钢筋之间、钢筋与水电管线之间、钢筋与预埋件之间的碰撞规则,然后进行检查,对碰撞部位进行优化。

(2)构件与构件之间的检查与优化

(3)构件与现浇结构之间的检查与优化

构件与现浇结构之间的检查主要是钢筋与钢筋之间的碰撞检查,设定碰撞规则,检查规定部位的碰撞情况。对发生碰撞的钢筋认真分析、讨论,然后优化工程设计,修改钢筋参数,避免碰撞。

(4)构件与施工设施之间的检查与优化

构件与施工设施之间的检查有别于前面三种情况,在检查之前,需要按照施工设施建立相同规格的模型,然后模拟施工现场安装情况,在三维视图下观察施工预留预埋位置是否和施工设施相匹配,如果发生错位情况,只需调整施工预留预埋位置即可。

碰撞检查完成后,软件会将所有碰撞的位置全部列出来,可以在三维视图中直观的看出碰撞情况,见下图

(5)模拟安装

设计检查后,对构件进行模拟安装,对预制墙板、叠合楼板、预制阳台、预制楼梯等构件进行吊装模拟;另对竖向结构现浇部位钢筋绑扎、封模进行模拟,以检测节点设计和施工方案的可行性。

4.4基于BIM技术的快速出图和信息输出;

4.4.1出图和信息应用解决方案

(1)根据深化设计图纸布局要求,通过定制BIM软件功能,设置和调整出图布局目录。

(4)BIM能够支持从设计到制造的信息传递,将设计阶段产生的BIM模型供生产阶段提取和更新。可以通过定制的各类清单(包括商务报价、物料采购、生产安排、物流仓储、施工安装)进行工程量统计,真实的提供造价管理需要的工程量信息,BIM在构件生产阶段的显著优势在于信息传递的准确性与时效性强,这类数控生产技术使得构件生产的精益生产技术有可能得以真正实现。

Allplan可直接导出生产数据,由数控机床来画图,布置钢筋和预埋件,帮助工人工作。Allplan设计文件可以生成BVBS和MSA两种可供机器识别的数据。

4.4.2一键出图

BIM软件具有强大的智能出图

和自动更新功能,对图纸的布局由关键用户根据公司规定定义好,一般用户直接选择“元素平面图”功能,框选预制构件,软件自动生成需要的深化设计图纸,整个出图过程无需人工干预,而且有别于传统CAD创建的数据孤立的二维图纸,Allplan自动生成的图纸和模型动态链接,一旦模型数据发生修改,与其关联的所有图纸都将自动更新,最后通过“批处理的元素平面图”命令导出不同格式的图纸(如:PDF、DXF、DWG等)。通过Allplan减少了深化设计的工作量,避免了人工出图可能出现的错误,大大提高了出图效率。布局目录设置如下图所示。

自动生成元素平面图如下图所示。

5通用性工作

5.1构件库的建立和维护

丰富和参数化的构件库,是深化设计高效开展的关键,可以避免大量重复性的工作。对于标准构件,可以根据已有标准库,进行快速设计,而且提高了设计的准确度。

构件库的建设是逐渐完善和丰富的过程,除内置的标准化构件外,对于每个项目新增建的异型构件模型,都可以放入已有模型库,在深化设计过程中,将项目所用到的新的埋件、线条轮廓等保存在库文件下,为后期的使用提供便利。

5.2建模规则

对重复的大量工作,如钢筋的布置,可以在软件的支持下定制一定的规则,作为自动化建模的规则,逐步实现快速建模。

5.2出图规则和图纸布局

在同一项目下,技术负责人或其他设计人员可预先将不同类型的墙、门、窗、标注样式等绘制好,导入项目向导,这样该项目所有的参与者均可以使用向导文件里设定好的建筑元素直接绘图,省去了很多的重复工作。

THE END
1.装配式建筑概论第12章BIM技术在装配式建筑中的应用.ppt习题 Q2:组员之间互相讨论BIM技术在装配式建筑设计阶段中的应用价值? Q1:简述建筑性能分析主要包括哪几个方面。 谢谢观看 第十二章 BIM技术在装配式建筑中的应用 121 PART.装配式建筑BIM简介 建筑信息模型(Building Information Modeling)简称BIM——是指在建设工程及设施的规划、设计、施工以及运营维护阶段全寿命周期...https://max.book118.com/html/2023/1114/7134010164006005.shtm
2.装配式建筑中怎样利用BIM进行智能施工安装?通过BIM技术对装配式建筑在实际施工前对施工方案进行模拟论证,可观测整个施工过程,通过施工模拟,可提前发现施工过程中可能出现的安全问题,并制定方案规避风险,同时减少了设计变更,并节省了资源。对不合理的部分进行修改,特别是对资源和进度方面实行有效地控制,可以更好地协调施工中的进度和资源使用情况。在研究装配式结构...http://m.lcbim.com/h-nd-2815.html
3.利用建筑信息模型(BIM)技术,能够实现装配式混凝土结构的设计...刷刷题APP(shuashuati.com)是专业的大学生刷题搜题拍题答疑工具,刷刷题提供利用建筑信息模型(BIM)技术,能够实现装配式混凝土结构的设计、生产、运输、装配、运维的信息交互和共享,实现装配式建筑全过程一体化协同工作。()A.正确B.错误的答案解析,刷刷题为用户提供专业的https://www.shuashuati.com/ti/dd623be9e6474d23aae522bea3239c6a.html?fm=bdbds4d0c28063622b5f739dbe787f18b97a8
1.BIM技术为什么用BIM做装配式建筑设计?BIM免费教程BIM技术可以降低建筑施工过程中出现的安全风险,因为可以精准的判断建筑物的性能参数,这样就可以有效的减少人为因素造成的安全问题,从而降低施工风险。 以上就是关于BIM技术做装配式建筑设计的优势以及作用的介绍,BIM技术对于装配式建筑设计的每一个步骤都可以提供有效的帮助,使得建筑设计更加规范化,从而节省成本,提高施工效...https://m.tuituisoft.com/bim/174456.html
2.建筑最新技术,塑造未来的关键力量软件最新的建筑技术在不断地推动建筑行业的发展和创新,BIM技术、预制装配式建筑技术、绿色建筑材料与节能技术、智能建筑与物联网技术以及3D打印建筑技术等新兴技术的应用,为我们带来了更高效、环保、舒适的居住环境,这些技术不仅提高了建筑的质量和效率,还为我们创造了更加美好的未来,随着科技的进步,我们有理由相信,未来的建...http://xiaoergemice.com/post/14161.html
3.江苏建筑杂志江苏省土木建筑学会主办2018年第01期空间管桁架结构广泛应用于公共建筑,文章结合南京禄口国际机场T1航站楼钢结构屋盖,介绍空间管桁架结构屋盖安全性检测鉴定的主要内容,为相关工程的检测鉴定提供参考。 装配式变电站混凝土结构和钢结构的对比分析 关键词:装配式 混凝土结构 钢结构 变电站 对比分析 装配式建筑是目前最符合工业化建筑理念的一种建筑形式。随...https://www.youfabiao.com/jiangsujianzhu/201801/
4.建筑工程造价专业人才培养方案5)了解建筑与装饰工程计价、安装工程计价的基本原理和工程造价的构成;了解定额原理并掌握其应用方法;了解建设工程工程量清单计价原理并掌握其应用方法;掌握建筑和装饰工程及安装工程施工图预算和结算的编制程序和方法;掌握工程造价电算化的方法;具有小型建筑工程BIM建模能力、熟悉工程招标和投标的程序、招标投标文件的编制。https://www.jzszyjsxx.com/NRGL/show-1243.html
5.市政府办公厅印发《关于促进本市建筑业持续降发展的实施意见...奉贤、金山实施全装修面积比例为30%,到2020年达到50%;保障性住房中,公租房100%实施全装修。培育形成2-3个国家级装配式建筑产业示范基地,形成一批达到国际先进水平的关键核心技术和成套技术,培育一批龙头企业,打造具有全国影响力的建筑工业化产业联盟。 (二)着力推广BIM技术的应用...https://www.shanghai.gov.cn/nw41487/20200823/0001-41487_53986.html
6.bim在项目中的应用,bim技术在项目建造阶段的应用十、资源计划及成本管理管理资源和成本计划是项目管理的重要组成部分。基于BIM技术的成本管理的基础是建立5D建筑信息模型,将进度和成本信息与三维模型关联和集成。利用该模型,根据项目各施工阶段对劳动力、材料、设备的需求进行计算、模拟、优化,制定劳动力计划、材料需求计划、机械计划等,形成项目。其中,物料需求计划的准...https://www.nanhuajiaoyu.com/chanye/news/19466.html
7.创新建筑(装配式建筑?BIM技术应用)OUR CASE 项目案例http://www.zj-fhzx.com/index.php/cases/index/196.html
8.智能建造应用嘲目录(二)装配式建筑BIM技术应用 运用BIM技术对装配式建筑构件建立施工图模型,通过对已有模型附加施工信息数据和各单元构件进行深化设计、模拟施工,并对现场存储构件进行数据添加,张贴包含进场时间、存放位置、使用时间、使用部位等信息二维码,实现构件的精准管理、工序优化、材料管理和数据提升,提高装配式建筑施工现场管理水平。https://znjz.ncut.edu.cn/info/1105/2284.htm
9.装配式建筑综述论文(通用18篇)我国香港、台湾地区装配式建筑应用比较普遍,香港屋宇署制定了完善的预制建筑设计和施工规范,高层住宅多采用叠合楼板、预制楼梯和预制外墙等方式建造,厂房类建筑一般采用装配式框架结构或钢结构建造.。台湾地区建筑体系和日本、韩国接近,装配式结构的节点连接构造和抗震、隔震技术的研究和应用都很成熟,装配框架梁柱、预制外墙...https://biyelunwen.yjbys.com/fanwen/jianzhuxue/699578.html