装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化

装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化

刘呈茂

长江勘测规划设计研究有限责任公司 湖北武汉 430010

摘要：随着我国经济的快速发展，建筑业作为国民经济的重要支柱产业，正面临着转型升级的压力装配式建筑作为一种新兴的建造方式，具有节能、环保、高效等特点，是未来建筑行业的发展趋势。BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术作为一种全新的信息化技术，已经在建筑行业得到了广泛的应用。本文以装配式建筑结构设计为研究对象，探讨基于BIM技术的装配式建筑结构碰撞检查与优化方法，以提高设计质量和效率。

关键词：装配式建筑；BIM技术；碰撞检查；优化方法

引言

装配式建筑是指将建筑物的各个部分在工厂中预制完成，再运输到施工现场进行组装的一种建筑方式。这种建筑方式具有提高施工质量、缩短建设周期、减少资源浪费等优点，是建筑行业未来发展的必然趋势。然而，装配式建筑在结构设计过程中，由于各个专业之间的协调性不足，容易出现冲突和碰撞，影响设计质量和效率。BIM技术作为一种全新的建筑信息化技术，可以实现对建筑物的三维建模，并提供协同设计、碰撞检查、施工模拟等功能，为装配式建筑结构设计提供了有力的技术支持。

一、BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用

（一） BIM技术简介

BIM技术是当前建筑行业中一种前沿的信息技术应用。它不仅仅是建立一个简单的三维建筑模型，更是一种数字化的建筑设计与施工管理方法论。BIM技术为建筑师、结构工程师、设备工程师、施工方以及未来的运维团队提供了一个共同的数字语言从而使得项目各参与方能够在模型中协作、沟通和共享信息。 在BIM技术中，建筑模型不仅仅是一个视觉表达工具，更是一个包含了丰富数据的智能模型。这个模型中的每一个构件，无论是墙体、门、窗、梁、柱，还是管道、通风系统、电气设备等，都被赋予了一系列的属性信息，如尺寸、材料、位置、制造和安装日期等。这些信息都是参数化的，意味着它们可以被轻松地修改，并且模型的其他相关部分会自动更新，以反映这些变化。

（二）BIM技术在装配式建筑结构设计中的应用

在装配式建筑结构设计过程中，BIM技术可以实现对各个专业的设计进行集成和协调，避免设计冲突和碰撞。BIM技术可以实现对建筑、结构、给排水、暖通、电气等专业的设计进行集成，使各个专业的设计人员可以在同一个平台上进行协同工作，提高设计质量和效率。BIM软件为构件建模提供了非常多的工具，可以为设计人员提供有效的帮助，从而使设计人员可以更加高效地完成装配式建筑结构设计工作。BIM技术可以自动进行碰撞检查，发现设计中的冲突和碰撞，为设计师提供及时的反馈，避免在施工过程中出现意想不到的问题。BIM技术可以对建筑物的施工过程进行模拟，为施工人员提供详细的施工指导，提高施工质量和效率。

二、基于BIM的装配式建筑结构碰撞检查与优化方法

（一）碰撞检查方法

碰撞检查是建筑信息模型（BIM）技术在装配式建筑结构设计中的关键应用之一。通过使用BIM软件，设计师能够在数字环境中创建建筑模型的三维可视化，这些模型不仅包含了建筑结构的信息，还包含了诸如管道、电气、通风和空调等设备的信息。在这样的模型中，各种构件和系统之间的空间关系至关重要。 传统的二维图纸在表示复杂的建筑项目时，常常难以清晰地展示不同专业之间的相互作用和潜在的干涉。BIM技术通过创建一个单一的数字模型，使得各种专业的设计师可以在同一个平台上协作，从而极大地提高了设计效率和质量。 碰撞检查的功能主要是自动检测模型中的构件之间是否有空间上的干涉。这包括梁、柱、墙体等结构构件，以及管道、电缆、风管等机电设备。当BIM软件检测到两个或多个构件在空间上发生重叠或过于接近时，就会发出警告，这就是所谓的“冲突”。设计师可以据此及时调整设计，避免在施工阶段出现现场问题。 例如，如果没有进行碰撞检查，管道可能会与结构部件相撞，导致返工，增加成本，延误工期。通过使用BIM软件的碰撞检查功能，这些潜在的问题可以在设计阶段就被发现并解决，从而避免了施工中的不必要麻烦。 除了内置的碰撞检查功能，市面上还有如Navisworks等专业的碰撞检查软件。这些软件通常提供更为高级的检测能力和更为详细的报告，使得设计师可以对模型进行更为深入的分析和优化。 例如，Navisworks可以导入来自不同BIM软件的模型，使用其先进的算法来识别和展示冲突。它可以模拟各种施工阶段，以便设计师可以评估在不同时间点可能出现的干涉。此外，Navisworks还提供了冲突解决的工具和建议，帮助设计师更有效地解决问题。 碰撞检查不仅提高了设计的准确性，减少了错误和返工的可能性而且通过提前发现和解决冲突，它也为项目的成本和时间管理提供了巨大的帮助。随着技术的进步和应用的普及，可以预见BIM技术将更加深入地整合到装配式建筑的设计与施工过程中，进一步推动建筑行业的数字化转型。

（二）优化方法

基于BIM (Building Information Modeling) 技术的装配式建筑结构碰撞检查是一种先进的建筑设计和管理方法。通过使用BIM软件，可以在建筑设计阶段就发现和解决结构、管道、通风等多种系统之间的冲突，从而提高设计质量，减少施工过程中的修改和延误。 在装配式建筑中，各个组件和构件确协调尤为重要，因为这些构件在工厂生产后将被运输到工地进行装配。若组件之间存在设计上的冲突，不仅会增加现场调整的难度，还可能影响建筑的整体结构安全和使用功能。因此，通过BIM软件进行的碰撞检查成为了确保设计准确性和施工顺利进行的关键环节。 在实施碰撞检查后，一旦发现了构件间的冲突，设计团队需要对这些冲突进行细致的分析和处理。对于可以通过参数调整解决的问题，设计人员可以调整构件的尺寸、位置或方向，以实现空间上的合理安排。例如，调整梁高或柱距，以适应管线或设备的安装需求。 然而，有些冲突可能仅仅通过参数调整无法彻底解决。这时，设计团队需要从更宏观的视角出发，考虑修改构件的形状或设计。例如，在复杂的管线布局中，可能需要对某些管线的走向或形状进行，或者对建筑结构中的某些部件进行局部的重新设计，以实现各系统之间的和谐共存。 施工过程中，碰撞检查结果同样具有指导意义。碰撞检查的结果，施工团队可以预先制定出合理的施工顺序和方案。比如，先安装不与其他系统冲突的构件，再逐步处理存在冲突的部分。通过这种方式，可以在施工前就尽可能地避免现场冲突和碰撞，降低施工成本，提高施工效率。BIM技术的应用还能在整个建筑生命周期中发挥重要作用。除了设计阶段和施工阶段，BIM模型还能在运维阶段提供宝贵的信息支持。建筑运维人员可以使用BIM模型来监控建筑的运行状态，对于那些需要定期维护或检修的部件，可以通过BIM模型提前了解其位置和周围环境，制定出更高效的维护计划。基于BIM技术的装配式建筑结构碰撞检查不仅能够提高设计的准确性，减少施工中的冲突和碰撞，还能优化施工顺序，提高施工效率。更重要的是，BIM技术的应用推动了建筑行业向更加数字化、信息化的发展方向迈进，有助于构建更加高效、环保、安全的建筑环境。

结论

本文对基于BIM技术的装配式建筑结构碰撞检查与优化方法进行了研究，结果表明BIM技术可以实现对装配式建筑结构设计中各个专业的设计进行集成和协调，避免设计冲突和碰撞。通过BIM技术的碰撞检查，可以发现设计中的冲突和碰撞，为设计师提供及时的反馈，避免在施工过程中出现意想不到的问题。基于BIM技术的装配式建筑结构优化方法，可以提高设计质量和效率，促进建筑行业的转型升级。

参考文献

[1]张黎. 装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化[J]. 中华建设, 2021, (02): 70-71.

[2]胡小巍. 装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化研究[J]. 建材与装饰, 2018, (36): 84-85.