装配式混凝土结构深化设计

装配式混凝土结构深化设计随着BIM技术的大力推广，同时也加速了装配式建筑的发展。利用BIM标准化模型库，构建建筑三维模型，使得建筑在設计阶段更清晰、直观，可提高设计效率，减少设计变更，避免由于设计原因造成的资源浪费和成本增加。标签：BIM技术；装配式；混凝土结构；深化设计前言装配式混凝土结构可提高施工效率，缩短工期，通过集约化管理及智能化设计，可为工人生命安全提供保障。我国在装配式建筑研究、应用方面起步较晚，目前在结构设计实践中依然存在不足。本文通过概述装配式混凝土结构形式，提出相关深化设计要点，并基于BIM技术对装配式混凝土结构深化设计进行应用。一、装配式混凝土结构介绍装配式混凝土结构是指采用可靠的连接方式，将事先预制好的混凝土构件装配而形成的一种混凝土结构。其主要表现形式为，能够基于标准化流程设计，将拟建建筑物拆分为若干个不同类型的预制混凝土标准化构件，再经过工厂化生产及运输，将其吊装至指定建筑部位，然后在现场进行混凝土浇筑，从而可将相互拆分的预制混凝土构件拼装为整体式的装配式混凝土结构建筑。二、设计原则（一）协同设计装配式混凝土结构建筑在设计过程中，要比常规建筑一次结构设计多了一个深化设计环节，但深化设计与传统一次设计之间相互依赖和互为关联。所谓“协同化”原则，除了包括与传统一次设计专业之间的协同配合之外，还要与整个设计、生产、施工和后期运维等环节的整体深度协同。作为设计师，要充分考虑道路运输、生产制作、平面总体布局和机械现场吊装等相关因素的协同配合，将设计工作落到实处。（二）图纸准确性和一件一图在传统现浇式混凝土结构建筑设计中，存在质量差、效率低以及浇筑方式不科学等弊端。在装配式混凝土结构设计实践中，预制构件制作需要考虑钢筋配置、外观尺寸以及机电预埋、预埋件的安放等多个因素，其与传统建筑结构设计中的图纸分专业性表达形式有所区别，装配式混凝土结构预制件的深化设计要求必须做到“一件一图”，而且为了保证设计图纸的准确性，相关设计要素等均需要尽可能体现在一张图纸中，以便生产人员无需二次理解图纸，即可根据BIM设计图纸进行制作及生产，由此可有效避免相关遗漏或者错误出现。（三）外部条件约束在装配式混凝土建筑结构设计优化工程实践中，应结合运输条件、生产能力、组装场地等外部制约条件进行深化设计，而不能片面追求“高大上”。若在设计实践中，一味重形式而轻实际，则会降低装配式混凝土结构设计效率及相关构件设计合理性。而若一味模仿进行设计，则可能会浪费大量设计物资及降低建筑结构设计匹配性。三、深化设计要点分析（一）深化设计的定位装配式混凝土建筑结构设计不是简单进行拆分设计，而是要在深化设计总体定位基础上，将方案设计、构件制作、现场安装等设计工作联系在一起。以现有相关设计规范为基础，使设计人员或从业者能够深刻认识并理解装配式建筑全产业链体系，深化建筑结构布局，完善结构体系策划，针对整个装配式混凝土建筑结构特点、构建类别及装配范围等，做到工厂化、机械化生产以及对相关构件的合理化装配，同时，还要以现场施工为核心，加强模数化设计，真正体现装配式混凝土结构建筑的优势，实现项目设计效率和效益最大化。（二）深化设计的内容装配式建筑结构设计与一般建筑结构设计有所差异，其主要体现在设计内容量与设计图纸量两个方面。因此，对于装配式混凝土结构设计内容而言，应在深化设计内容过程中，尽量用图纸将每一个装配式构件都清晰表达出来，而主要设计内容涵盖了配筋、模板以及连接点、水电预埋、生产制作要求等多方面。所以，装配式混凝土结构设计要比传统建筑结构设计内容的图纸量多5-10倍，同时，还要求实际设计内容与假定设计相符，更要在充分考虑施工及现场生产技术条件基础上，深化整个设计流程。以预制装配式混凝土结构中的预制柱起吊预埋件设计为例，在设计内容深化过程中，需要详细考虑相关预埋件的构造措施、选取以及预埋件在脱模、存放、运输、翻转等整个环节中的承载力核算等相关细节性问题。（三）深化设计的变化性深化设计的变化性在一般人看来，就是针对单一设计内容中细部结构按照一定尺寸和规格进行拆分设计，其实这是由于设计人员对装配式混凝土结构设计的本质理解不够深刻。实则不然，深化设计的变化性包含多种不同组合和单一设计结构形式，以单层框架结构分割环节为例，在装配式混凝土结构设计实践中，主要分为预制梁柱一体型、预制柱+预制两截梁组合、基本型预制梁柱分隔及预制梁柱+莲藕梁组合型式等。四、基于BIM装配式混凝土结构的深化设计应用装配式混凝土结构设计需要各工种配合协调，目前我国在装配式混凝土结构设计过程中，依然存在设计难度大、整体性较差及设计限制条件因素多等问题，比如在建立参数化构件族、碰撞检查甚至图纸模型管理、信息传输共享中，无法实现动态管理及对预制构件进行直观展示。基于BIM技术对装配式混凝土结构设计时，首先应加强BIM软件开发和Revit软件族功能的二次开发，针对数字化设计软件及3D模型软件适当调整装配式混凝土结构统计方法及相关计算规则，借助BIM模型建立参数化构件族，基于构件模型及构件加工图纸，对预制装配式混凝土结构构件编号、ID编码，还可统计其预留孔、钢筋信息、物理数据信息等。在创建构件族时，需适当修改预留位的参数信息，保证工程设计量精确。还应通过BIM碰撞检查，对线路及钢筋、预留件位置的设计合理性、构件发生碰撞问题等进行详细检查；在BIM图纸模型管理中，需深化表达预制结构的预埋件、钢筋信息及预留开口信息等，并借助BIMTekla软件，遵循国家装配式住宅标准图集，配合基础建模功能深化装配式构件及节点设计。在BIM全周期管理中，可通过信息交互传输与资源共享，对预制构件直观展示，保证信息沟通有效，提升装配设计精度。五、结束语装配式建筑混凝土结构具有节能减排，可优化结构设计流程、管理模式及运维方式等优点。本文结合当前设计不足，提出相关内容要点，通过B