CN108108510A - 一种基于bim的装配式建筑设计方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于BIM的装配式建筑设计方法及设备，所述方法通过根据设计和施工图纸创建BIM模型、基于BIM装配式结构拆分与深化设计、现浇与预制结构连接碰撞检查、基于BIM模型自动算量、装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示、建立装配式构件标准化族库，将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，实现了装配式建筑设计的一体化，能够将实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消除，提高了制造、安装的整体效率、缩短了工期。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设计技术领域，特别是指一种基于BIM技术的装配式建筑设计方法及设备。
背景技术
装配式建筑项目传统的全过程模式是装配式深化设计→工厂加工生产→现场安装，相较于设计→现场施工模式来说，已经节约了时间，但这种模式推广起来仍有困难。从技术和管理上来看，一是因为设计、工厂制造、现场施工三个阶段相分离，设计结果错误率较高，在安装过程才发现预制构件孔位对不上或者不经济，造成变更和浪费，甚至影响质量；另一方面，工厂统一加工的产品不是标准化产品，不能满足不同客户的需求。
BIM技术的引入可以有效解决以上问题，它将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，在实际建造前统筹考虑各专业设计、工厂生产、现场安装的各种要求，把实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消除。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于BIM技术的装配式建筑设计方法及设备，它能够提前消除实际制造、安装过程中可能产生的问题。
其技术方案如下：
一种基于BIM的装配式建筑设计方法，包括以下步骤：
1)根据设计和施工图纸创建BIM模型：将CAD图纸导入BIM软件中，自动创建出BIM模型；
2)装配式结构拆分与深化设计：针对BIM模型选择需要拆分为预制结构的部位，将现浇结构自动生成为叠合板或预制外墙等预制构件，并自动生成预制构件模板图与钢筋加工图；
3)现浇结构与预制结构连接碰撞检查：装配式结构拆分后，用预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，并对节点进行碰撞检查；
4)基于BIM模型自动算量：通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
5)进行装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示：基于BIM分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法；
进一步的，在上述方法中，还包括步骤6)建立装配式构件标准化族库。
进一步的，在上述方法中，所述模型中包括建筑、结构、机电各构件，并对机电管线进行碰撞检查。
进一步的，在上述方法中，除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件工程量进行自动算量。
进一步的，在上述方法中，还能将斜撑、机电预埋点、模板安装预埋点进行布置。
进一步的，在上述方法中，通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库，方便调用。
本发明提供一种基于BIM的装配式建筑设计设备，包括BIM模型创建单元、装配式结构拆分与深化设计单元、现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元、BIM模型自动算量单元以及装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元，其中：
1)BIM模型创建单元：将CAD图纸等结构设计数据导入BIM模型创建单元，自动创建BIM模型；
2)装配式结构拆分与深化设计单元：针对BIM模型选择需要拆分为预制结构的部位，将现浇结构自动生成为叠合板或预制外墙等预制构件，并自动生成预制构件模板图与钢筋加工图；
3)现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元：装配式结构拆分后，用预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，并对节点进行碰撞检查；
4)BIM模型自动算量单元：用于自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
5)装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元：用于基于BIM分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法；
进一步的，在上述设备中，还包括步装配式构件标准化库生成单元，用于建立装配式构件标准化族库。
进一步的，在上述设备中，所述模型中包括建筑、结构、机电各构件，并对机电管线进行碰撞检查。
进一步的，在上述设备中，BIM模型自动算量单元除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件工程量进行自动算量。
进一步的，在上述设备中，还能将斜撑、机电预埋点、模板安装预埋点进行布置。
进一步的，在上述设备中，通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库，方便调用。
与现有技术相比，本发明通过根据设计和施工图纸创建BIM模型、基于BIM装配式结构拆分与深化设计、现浇与预制结构连接碰撞检查、基于BIM模型自动算量、装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示、建立装配式构件标准化族库，将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，实现了装配式建筑设计的一体化，能够将实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消除，提高了制造、安装的整体效率、缩短了工期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于BIM的装配式建筑设计方法的流程图。
图2为本发明基于BIM的装配式建筑设计设备的结构图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供一种基于BIM的装配式建筑设计方法，该方法包括以下步骤：
(1)根据设计和施工图纸创建BIM模型
将施工单位或者设计院提供的结构部分CAD图纸等结构设计数据导入BIM软件中，自动创建出BIM模型，模型中包括建筑、结构、机电各构件，并对机电管线等进行碰撞检查。
(2)基于BIM装配式结构拆分与深化设计
在结构实体部位(如剪力墙、现浇楼板)，点选构件拆分功能，截取需要拆分的区域，软件自动截取该区域构件与钢筋，并对截取部位两端做“节点化”，节点根据程序自动生成交接位套筒连接、预制结构预留位，粗糙面。软件获得截取后区域的尺寸自行匹配预制件族库，输入相应参数后(包括钢筋伸出长度、钢筋间距、模板孔位、吊装孔位信息)生成模板图与钢筋图，并可通过手动修改与水电套管添加等修改菜单对加工图进行类似斜撑安装、铝模安装孔位添加功能。叠合梁替换后通过输入叠合板厚度或现浇厚度自动预留出现浇部位；
预制楼梯与阳台也可按实际尺寸直接点取替换，相应实现浇节点自动生成。预制楼梯可以直接生成生产装配图。
(3)现浇与预制结构连接碰撞检查
装配式结构拆分后，预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，并对节点进行碰撞检查；
(4)基于BIM模型自动算量
通过基于BIM的算量软件，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件等工程量进行自动算量。
(5)进行装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示
根据装配式建筑施工工艺工法资料与参数，基于BIM具体分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法，推动施工标准化，可以通过IPAD等移动终端浏览；并可以加入工艺工法培训内容。
(6)建立装配式构件标准化族库
装配式构件标准化族库建立:通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库，方便调用。
如图2所示，本发明提供一种基于BIM的装配式建筑设计设备，包括BIM模型创建单元、装配式结构拆分与深化设计单元、现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元、BIM模型自动算量单元以及装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元，其中：
(1)BIM模型创建单元
将施工单位或者设计院提供的结构部分CAD图纸等结构设计数据导入BIM模型创建单元中，自动创建出BIM模型，模型中包括建筑、结构、机电各构件，并对机电管线等进行碰撞检查。
(2)装配式结构拆分与深化设计单元
在结构实体部位(如剪力墙、现浇楼板)，点选构件拆分功能，截取需要拆分的区域，软件自动截取该区域构件与钢筋，并对截取部位两端做“节点化”，节点根据程序自动生成交接位套筒连接、预制结构预留位，粗糙面。装配式结构拆分与深化设计单元获得截取后区域的尺寸自行匹配预制件族库，输入相应参数后(包括钢筋伸出长度、钢筋间距、模板孔位、吊装孔位信息)生成模板图与钢筋图，并可通过手动修改与水电套管添加等修改菜单对加工图进行类似斜撑安装、铝模安装孔位添加功能。叠合梁替换后通过输入叠合板厚度或现浇厚度自动预留出现浇部位；
预制楼梯与阳台也可按实际尺寸直接点取替换，相应实现浇节点自动生成。预制楼梯可以直接生成生产装配图。
(3)现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元
装配式结构拆分后，预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元对节点进行碰撞检查；
(4)BIM模型自动算量单元
BIM模型自动算量单元，用于自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件等工程量进行自动算量。
(5)装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元
装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元根据装配式建筑施工工艺工法资料与参数，基于BIM具体分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法，推动施工标准化，可以通过IPAD等移动终端浏览；并可以加入工艺工法培训内容。
(6)装配式构件标准化库生成单元
装配式构件标准化库生成单元通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库，方便调用。
以上所述实施例根据设计和施工图纸创建BIM模型、基于BIM装配式结构拆分与深化设计、现浇与预制结构连接碰撞检查、基于BIM模型自动算量、装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示、建立装配式构件标准化族库，将设计方案、制造需求、安装需求集成在BIM模型中，实现了装配式建筑设计的一体化，能够将实际制造、安装过程中可能产生的问题提前消除，提高了制造、安装的整体效率、缩短了工期。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变换或改进，这些都属于本发明的保护范围。
申请人于本发明申请的同日申请了实用新型专利。
Claims (10)
1.一种基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据设计和施工图纸创建BIM模型：将CAD图纸等结构设计数据导入，自动创建BIM模型；
2)装配式结构拆分与深化设计：针对BIM模型选择需要拆分为预制结构的部位，将现浇结构自动生成为叠合板或预制外墙等预制构件，并自动生成预制构件模板图与钢筋加工图；
3)现浇结构与预制结构连接碰撞检查：装配式结构拆分后，用预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，并对节点进行碰撞检查；
4)基于BIM模型自动算量：通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
5)进行装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示：基于BIM分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，还包括步骤6)建立装配式构件标准化族库。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，所述模型中包括建筑、结构、机电各构件，并对机电管线进行碰撞检查。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件工程量进行自动算量。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，还能将斜撑、机电预埋点、模板安装预埋点进行布置。
6.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于，通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库。
7.一种基于BIM的装配式建筑设计设备，其特征在于，包括BIM模型创建单元、装配式结构拆分与深化设计单元、现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元、BIM模型自动算量单元以及装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元，其中：
1)BIM模型创建单元：将CAD图纸等结构设计数据导入BIM模型创建单元，自动创建BIM模型；
2)装配式结构拆分与深化设计单元：用于针对BIM模型选择需要拆分为预制结构的部位，将现浇结构自动生成为叠合板或预制外墙等预制构件，并自动生成预制构件模板图与钢筋加工图；
3)现浇结构与预制结构连接碰撞检查单元：装配式结构拆分后，用预制结构替换原现浇结构，并生成相应节点，并对节点进行碰撞检查；
4)BIM模型自动算量单元：用于自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类；
5)装配式建筑施工工艺工法流程的数字展示单元：用于基于BIM分步骤展示装配式建筑现场安装工艺工法。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的装配式建筑设计设备，其特征在于，还包括装配式构件标准化族库生成单元。
9.根据权利要求7所述的基于BIM的装配式建筑设计设备，其特征在于，BIM模型自动算量单元除可针对主体现浇结构梁板柱砼、钢筋进行工程量自动算量外，还能够对预制构件模板量、钢筋量、水电管线、吊件工程量进行自动算量。
10.根据权利要求8所述的基于BIM的装配式建筑设计设备，其特征在于，装配式构件标准化族库生成单元通过对海量装配式构件设计结果进行分类存入族库中，对族库中的构件进行模数化、标准化优化，对应相应尺寸，为今后类似项目提供设计库。
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