【摘要】

装配式建筑深化设计，是预制装配混凝土建筑实施的关键；基于BIM的深化设计，采用从整体到构件的设计理念，先完成构件平面布置，再充分利用参数化设计理念，结合不断累积的构件库，进行构件的自动化快速建模和深化设计，然后应用BIM的自动检查功能对设计进行错误检查，对设计完成的构件进行预装配，检测其正确性和可建造性。本文结合中建·深港新城项目深化设计实践，研究实践BIM深化设计软件Allplan在预制装配式混凝土结构深化设计中的应用。

1 工程概况

中建壹品澜湾D地块项目，位于武汉市东西湖区，包括3栋11层及3栋27层高层住宅，含1层地下室，总建筑面积7.9万m2，其中地下建筑面积1.3万m2。结构为装配式剪力墙结构，采用预制三明治保温外墙板、内墙板、叠合楼板、全预制阳台和楼梯等预制构件，预制率为52.1%，装配率89.8%。

中建壹品澜湾

2 总体BIM应用思路和软件的选取

2.1装配式混凝土结构深化设计现状

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。

为了能更高效准确地完成预制构件深化设计工作，摒弃传统的设计模式，融入更符合装配式建筑设计理念的BIM技术势在必行，但目前BIM产品的纷繁复杂也为技术的高效应用带来困难。常用的BIM建模和应用软件，虽然在建筑建模方面能力已足够强大，但其通用性是以牺牲专业性为前提的，在深化设计模块的开发尚未到达一定深度，经过比选，我们采用预制混凝土专业BIM软件Allplan Precast作为深化设计的核心软件。以下结合中建壹品·新城项目深化设计实践，介绍Allplan在预制装配式混凝土结构深化设计中的应用。

2.2 BIM深化设计原理和应用思路

基于BIM的深化设计，应用所见即所得的3D环境，对建筑平面进行拆分和构件布置，充分利用参数化设计理念，结合不断累积的构件库，进行构件的自动化快速建模和深化设计，专业的钢筋配置进行钢筋布局，应用BIM的自动检查功能对设计进行错误检查，对设计完成的构件进行预装配，检测其正确性和可建造性，BIM模型相关信息，可以对商务分析和工厂生产提供直接的数据支持。

2.3ALLPLAN软件概述；

2.3.1软件模块和功能组成；

Allplan Precast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。 Allplan Precast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。

2.3.2  Allplan特点和优势

（1） 整体到局部的设计理念

不同于Revit先对各预制构件单独建模再整体拼装，使用Allplan软件进行深化设计时，设计人员依据装配式建筑规范与图集，通过设定工程参数直接在模型上进行节点拆分，整个拆分过程实时三维可视化。

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

BIM的信息共享技术，首先表现在协同设计实施，是指在项目建设过程中项目参与方之间，不同软件系统之间对项目信息的交换和共享。工程项目的设计与建造都需要团队协作，项目参与方、各软件系统之间信息沟通和交流的效率及有效性，对于工程项目的顺利实施至关重要。其次，深化设计相关信息可以传递到生产阶段，主要用于资源准备、计划排产等。

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

根据建筑和结构平面图相关工程数据，利用BIM软件，进行各种构件的参数设置，设置完成后，创建完整的BIM模型。结合软件功能和参数化设计理念，可以在二维操作界面完成三维设计，方便简洁。

（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。

以导入的CAD设计图纸文件为基础，运用Allplan对各种构件进行参数化设计，对于墙、板、梁、柱构件主要通过系统内置“建筑模块”来自动完成，对于异型构件（如：阳台、空调板、楼梯等）主要通过“附加工具模块”完成，相关参数设置好以后，开始建立标准层BIM模型，最后组合创建完整的BIM模型。

未完待续...

(来源： 建筑工业化装配式建筑网

作者：刘献伟、陈东升、金强强）

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