基于BIM的装配式建筑设计技术讲义.pptx

1、基于BIM的装配式建筑设计技术主要内容一、装配式建筑及十三五重点项目简介二、基于BIM的装配式建筑设计技术三、结语与展望主要内容一、装配式建筑及十三五重点项目简介二、基于BIM的装配式建筑设计技术三、结语与展望布料及振动立体养护窑PC脱模翻转台PC入库PC存放区PC运输装配式建筑:工厂流水线生产、现场吊装的建筑建造方式PC起吊现场PC安装李克强主持召开国务院常务会议（2016年9月14日）会议后，出台政策国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见国办发【2016】71号装配式构件特点：精细化设计、多专业信息的集成适合应用适合应用BIMBIM技术多专业协同、精细化设计技术多专业协同、精细化设计

2、2017.7.13，在国谊宾馆召开的“装配式建筑装修与建筑设计一体化及BIM技术应用经验交流会”上，住建部总工陈宜明发表重要讲话，陈宜明总工表示，装配式建筑可形象地概括为“一体两翼”：l“一体”主要指建筑体系完善、成熟和可复制、可推广l“两翼”中，“一翼”是以EPC工程总承包方式承建装配式建筑；另“一翼”是基于BIM技术的一体化设计。促进三个问题的解决：l第一是促进取消、消灭目前装配式建筑广泛存在的二次设计；l第二是大力推广从构件设计生产到装饰装修设计施工的一体化设计模式；l第三是推广基于BIM的一体化设计，大力推广BIM。住建部总工陈宜明：一体两翼住建部总工陈宜明：一体两翼 稳步推进装配式建

3、筑发展稳步推进装配式建筑发展牵头单位：中国建筑科学研究院完成自主知识产权的预制装配式建筑体系BIM平台及应用软件解决预制装配式建筑设计、生产、运输和施工各环节中协同工作的关键问题建立完整的基于BIM的预制装配建筑全流程集成应用体系国家国家“十三五十三五”重点重点计划项目计划项目基于BIM的预制装配建筑体系应用技术（2016YFC07020002016YFC0702000）主要内容一、装配式建筑及十三五重点项目简介二、基于BIM的装配式建筑设计技术三、结语与展望2.1基于BIM的全专业协同设计系统BIM全专业协同设计系统提供提供建筑、结构、给排水、暖通、电气建筑、结构、给排水、暖通、电气、绿建、

4、绿建全专业设计全专业设计软件软件共享模型数据，互相引用共享模型数据，互相引用参照参照，实现专业内和专业间，实现专业内和专业间协同协同设计设计具有具有快速建模、智能调整快速建模、智能调整、批量、批量成图、精确统计等多种成图、精确统计等多种辅助设计工具辅助设计工具精细化设计精细化设计方案设计方案设计规划设计规划设计高品质渲染高品质渲染建筑专业（PKPM-ArchiCAD）自动生成自动生成施工图、工程量清单施工图、工程量清单建筑模型结构模型整体分析建筑-结构数据共享，双向互通三维钢筋施工图精细设计机电专业灵活和精确的建模方式管线智能化连接灵活选择参与碰撞检测的构件类型碰撞点列表可视化显示碰撞构件和碰

5、撞位置碰撞检测，即时调整在设计过程中可不离开当前环境直接完成碰撞检测，即时解决冲突专业间相互参照和提资机电专业参照建筑和结构模型建筑专业参照机电和结构模型机电管道的开洞及电气预埋信息可提资给建筑、结构，并实现自动开洞。开设备洞2.2基于BIM平台的装配式建筑设计基于基于BIMBIM平台的装配式平台的装配式建筑设计建筑设计软件软件系统系统（PKPM-PCPKPM-PC）现方案：1、采用集成式飘窗，与外墙板集成为标准预制构件，便于施工。2、微调面宽尺寸，符合2M模数，统一外墙板种类。3、横纵向剪力墙尽量对齐，创造规则的结构大空间，内部更具备灵活性。4、优化阳台板（6种改为3种）、空调板尺寸（4种改

6、为1种），减少部品构件的种类，使其模块化标准化。原方案：1、传统飘窗做法，不利于装配式建筑施工。2、面宽尺寸模数序列多2900、3000、3100、3400、3500、3900、4000，以致于外墙板种类多。3、平面不规则，体型凹凸太多，横纵向剪力墙没有对齐。4、阳台板、空调板等部品构件种类多。14323AED3000B333000 34004000340040003000340036008种开间尺寸（100模数）4种开间尺寸（200模数）引自中建科技引自中建科技标准化设计第一层面：开间进深模数化、标准化 户型库单元模型建筑单体标准化设计第二标准化设计第二层面：户型标准化，层面：户型标准化，模

7、块化设计模块化设计室内塑钢门楼梯电梯处甲级防火门入口处塑钢门连窗建筑门窗建筑门窗起居室整体实木壁柜卧室卫生间书架一体沙发浅色整体墙板电视墙实木复合地板白色立邦乳胶漆水性涂料墙面实木复合地板白色立邦乳胶漆水性涂料墙面一体式整体防水托盘SMC/彩钢板装修一体化设计：室内装饰装修一体化设计：室内装饰2.2.2装配式结构方案及施工图设计流程建模与拆分结构建模预制指定参数检查指标统计效果预览整体计算填充构件转荷载整体计算施工图设计构件配筋脱模吊装构件编号施工图出图计算书内置几十种常见构件类型常见附件可供选择按国标图集建立的开放预制构件库按国标图集建立的开放预制构件库为全产业链应用提供支撑为全产业链应用提

8、供支撑预制部位、预制构件类型指定构件类型：构件类型：1.1.叠合梁（包括外挂墙板）叠合梁（包括外挂墙板）2.2.预制柱预制柱3.3.预制墙（包括内外墙、外雇墙板以及洞口填充等）预制墙（包括内外墙、外雇墙板以及洞口填充等）4.4.叠合板（钢筋桁架叠合板、预应力叠合板）叠合板（钢筋桁架叠合板、预应力叠合板）5.5.空调板空调板6.6.飘窗（墙开洞形式下）飘窗（墙开洞形式下）预制指定及拆分智能化的拆分参数指定预制拆分拆分调整预制指定及拆分装配式拆分及深化设计装配式拆分及深化设计智能化拆分与灵活的干预手段拆分尺寸、重量控制自动套用标准构件库智能化拆分灵活的拆分调整现浇节点设计拆分合理性检查与调整实现预

9、制构件重量、尺寸以及碰撞检查，结合构件生产、运输、施工方案调整拆分模型实现预制构件重量、尺寸以及碰撞检查，结合构件生产、运输、施工方案调整拆分模型参数校核预制率预制率统计统计外外墙叠合板叠合板预制率制率楼梯楼梯预制率统计构件分类统计引自山东同圆引自山东同圆装配式混凝土结构技术规程装配式混凝土结构技术规程JGJ1-2014JGJ1-2014对装配整体式混凝土结构采用的对装配整体式混凝土结构采用的是是等同现浇结构设计等同现浇结构设计，在，在SATWESATWE软件现浇设计的基础上完成下述设计内容：软件现浇设计的基础上完成下述设计内容：l l既有预制又有现浇时，现浇部分地震内力放大既有预制又有现浇时

10、，现浇部分地震内力放大l l现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计现浇部分、预制部分承担的规定水平力地震剪力百分比统计l l叠合梁纵向抗剪计算叠合梁纵向抗剪计算l l预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算预制梁端竖向接缝的受剪承载力计算l l预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算预制柱底水平连接缝的受剪承载力计算l l预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算预制剪力墙水平接缝的受剪承载力计算装配式结构分析设计PKPM-PCPKPM-PCPKPMPKPM结构软件结构软件 V3.1V3.1模型内力、配筋现浇部分地震内力放大叠合梁纵向抗剪及连接计算浆锚搭接螺栓连接套筒连接连接方式一连接方式二窗下墙配筋

11、构造钢筋键槽、粗糙面竖向连接（套筒、浆锚、螺栓）水平连接（封闭、搭接）外叶板连接件边缘构件调整预留洞口避让与梁、板钢筋搭接钢筋与埋件避让免外模外架节点调整装配式竖向构件的连接施工图设计构件配筋便捷的修改方式，二维修改三维钢筋显示便捷的修改方式，二维修改三维钢筋显示根据计算结果形成配筋根据计算结果形成配筋装配式结构专业施工图设计装配整体式结构设计专项说明装配整体式结构设计专项说明1、装配式结构类型，各单体预制构件布置情况等；2、设计依据及配套图集；3、连接材料及性能的要求；4、预制构件制作和安装施工说明，包括对材料、质量检验、运输、堆放、存储和安装施工要求等；5、对预制构件深化的设计要求，包括预

12、制构件吊装和安装定位、连接施工等阶段的复核计算要求和预设连接件、预埋件、临时固定支撑等的设计要求；6、预制构件制作、安装施工的质量验收要求；7、连接节点施工质量检测、验收要求。8、预制率或装配率计算汇总表。装配整体式结构施工图装配整体式结构施工图（平法图、拆分原则图、连接节点图等（平法图、拆分原则图、连接节点图等）装配整体式结构计算书装配整体式结构计算书（连接计算，预制构件脱模、吊装计算等）（连接计算，预制构件脱模、吊装计算等）简化装配式方案设计流程，满足设计院报审要求简化装配式方案设计流程，满足设计院报审要求建模及模型调整建模及模型调整预制构件的指定及拆分调整预制构件的指定及拆分调整整体计算

13、分析及传统计算书输出整体计算分析及传统计算书输出施工图设计及图纸生成施工图设计及图纸生成PCPC计算书指标及表单统计输出计算书指标及表单统计输出结构模板图结构模板图墙柱定位图墙柱定位图墙柱平面布置图墙柱平面布置图梁板平面布置图梁板平面布置图2.2.3装配式建筑的深化设计流程模型深化构件调整配筋调整附件补充专业提资算量统计模型检查碰撞检查构件校核加工详图构件编号拆分图纸构件详图材料统计构件、配筋调整调整构件钢筋l管线、洞口的精确预留，尺寸应采标准、统一l管线路由应与精装修合理配合l卫生间洁具洞口预留参照国标图集精确定位l排水立管全部外置，不占用户内卫生间、厨房面积，产权清晰、便于维护。l入户水管

14、吊顶内敷设，可减少湿作业，无需增加地面垫层厚度，检修方便。l与洁具连接竖向给水管道应尽量设置于现浇部位，如确实需在预制墙体留槽，统一设置25X10mm竖向通槽。机电、装修一体化设计碰撞检查后碰撞检查前管线定位洞口预留线盒、配电箱预埋管线连接及预埋线管开槽开关插座支架、吊架预埋机电预留预埋43机电管线及工艺预留预埋设计检查自动避让避让规则洞口加强切断规则交互修改板洞钢筋避让预留预埋洞口避让碰撞检查&参数校核装配式拆分及深化设计装配式拆分及深化设计问题列表与模型关联，准确定位碰撞检查及设备提资u参数合理性检查u规范构造检查u短暂工况验算脱模验算吊装验算重心验算配筋验算安全系数计算公式参数构造吊件脱

15、模配筋构件验算吊装检查吊装检查根据吊车承载能力、吊臂距离、构件重量根据吊车承载能力、吊臂距离、构件重量检查全楼构件的超载情况。检查全楼构件的超载情况。自动自动生成全套的构件加工详图，保证交付成果质量生成全套的构件加工详图，保证交付成果质量叠合板详图叠合板详图叠合梁详图叠合梁详图外挂板详图外挂板详图三明治墙详图三明治墙详图柱详图柱详图预制预制楼梯详图楼梯详图装配率统计装配率统计材料统计材料统计结构构机机电装修装修深化深化加工加工施工施工建筑建筑调整校核提资建筑、结构、机电设计综合模型深化深度和精度满足生产工艺条件前置施工条件前置一体化设计1 1BIMBIMBIMBIM设计模型设计模型设计模型设计

16、模型构件详图构件详图构件详图构件详图工人录入工人录入工人录入工人录入数控加工数控加工数控加工数控加工2 23 31 1BIMBIMBIMBIM设计模型设计模型设计模型设计模型数控加工数控加工数控加工数控加工智能：智能：基于基于BIMBIM模型的模型的 CAD-CAD-CAMCAM：1 1、无需图纸环节，电子交付、无需图纸环节，电子交付2 2、减少二次录入，提高效率，减少错误、减少二次录入，提高效率，减少错误BIM的核心价值从设计到生产应用应用BIMBIM技术实现技术实现基于基于供应链的优化排产供应链的优化排产装配式智慧工厂管理平台基于BIM的装配式智慧工厂管理平台通过通过BIMBIM平台实现与

17、平台实现与设计设计数据自动数据自动对接对接实现实现自动化自动化加工加工生产生产可视化构件管理工厂管理平台在中建科技构件厂已投入运行BIM装配式钢结构建筑设计软件建筑设计结构系统设备与管线系统内装系统外围护系统平面设计立面设计细部构造结构体系杆件设计节点设计外墙板屋面板外门窗主体结构连接节点与各系统连接节点给水排水通风空调电气和智能化燃气设备综合管线地面、墙面轻质隔墙、吊顶内门窗厨房、卫生间装配钢结构建筑深化设计内容组合楼板主要部分低层冷弯薄壁型钢住宅设计软件u冷弯薄壁型钢结构体系主要用于3层及以下的城镇住宅。房屋是全部由薄壁钢材在现场组装成的“盒子”结构。u其主要由三个系统组成1）墙体系统2）

18、楼盖系统3）屋盖系统u设计依据低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程JGJ227-2011钢管束墙体三层高度一节；三层梁同时安装；商品混凝土混凝土灌入钢管形成的空腔钢管束剪力墙结构住宅设计软件装配式建筑设计系统PKPM-PC应用项目案例项目一：上海中森-普洲电器项目效果图序号事项具体内容1项目名称上海普洲电器有限公司新建厂房项目2建设单位上海普洲电器有限公司3建设规模地上5层，地下1层总面积为13426，建安费3000万4管理特点源头控制成本全程设计优化工程管理前置全面增值服务BIM高效运用5BIM软件在项目全周期中，利用PKPM-BIM平台，建立统一的三维可视化数据模型，进行各专业设计、出图、管理

19、，达到专业之间数据无损传输，提高效率，提高设计质量项目概况项目名称：上海普洲电器有限公司新建厂房项目引自引自上海中森上海中森全程采用PKPM-BIM技术。在设计过程中深度融合BIM技术，对精装点位设置、管线预埋、钢筋埋件等部位进行碰撞检查，规避常规设计各专业独立进行，相互间缺乏有效沟通，带来施工碰撞的问题。对项目的吊装、成本、质量、和后期运维具有重要指导意义。引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器BIM应用-设备1喷淋布置3管道避让2强电布置4管线连接1总模型3层模型引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器1结构模型2板模型5梁模型6节点模型3深化模型4柱模型BIM应用-

20、结构引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器BIM应用-碰撞检查与材料清单1专业间碰撞检查2PC碰撞检查3建筑清单4门窗表5机电清单6土建清单引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器BIM应用：梁板柱节点精细化设计、模拟引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器BIM应用：梁精细化设计、模拟引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器BIM应用：自动生成施工图引自引自上海中森上海中森项目一：上海中森-普洲电器项目二：中建科技-福建省某实验室项目项目概况本项目位于福建省，总建筑面积16956.45平方米，建筑高度63米，包含地上13层及地下1层；一至十三层为主要

21、功能为实验用房；地下一层为配套停车和设备用房；采用装配式框架-剪力墙结构。预制构件类型：预制柱、预制梁、预制板、预制楼梯、外挂板预制外墙板（石材反打）干挂石材外墙屋顶隔音金属幕墙预制外墙板（氟碳喷涂）PC装配式深化模型AC建筑模型结构计算模型2.9项目设计实施流程案例应用点一：建筑结构模型转换建筑模型可直接转化为结构模型，接力结构计算，将建筑结构两个专业高效地协同在一起。在完成结构计算后，结构模型可转化为PC装配式深化模型，可携带结构计算结果指导后期构件深化。应用点二：多专业协同工作在BIM系统中，建筑专业内部使用实时协同的方式，可使用颜色区分设计人，权限分明。在专业之间通过协同的方式，在本专

22、业完成上传后其他专业可下载对应版本进行参照。建筑专业内部协同机电与结构专业协同项目二：中建科技-福建省某实验室项目应用点三：复杂节点建模及优化运用BIM技术用参数化建模的方法细致地表达出复杂的构件外形轮廓，在框剪结构拆分中可自动完成切角处理等工作。运用BIM技术可实现钢筋避让、复杂节点模拟等应用，确定施工可行性，降低施工难度，在设计阶段解决施工中可能遇到的问题。柱与楼板切角处理板边倒角处理外挂墙板防水构造梁柱节点钢筋避让项目二：中建科技-福建省某实验室项目应用点四：深化图纸生成基于BIM装配式方案设计后，可自动生成构件详图构件深化外挂墙板构件深化叠合梁构件深化叠合板项目二：中建科技-福建省某实

23、验室项目项目三：山东同圆-中铁壹号住宅地块房地产开发项目应用点：BIM模型建立基于BIM的构件拆分及施工图构件算量统计构件深化设计及详图引自引自山东同圆山东同圆BIM整体模型BIM标准层模型拆分模型图平面拆分施工图构件详图引自引自山东同圆山东同圆模型与构件库1.REVIT通过构建族来建立预制构件模型2.随着族库的丰富，需要配合高效的检索工具1.PKPM-BIM通过拆分来自动生成预制构件模型2.本身提供了高效的预制构件共享库效率提升50%50%REVIT软件PKPM-BIM平台碰撞检查1.需要配合NAVIS软件运用1.PKPM-BIM本身解决了部分碰撞问题效率提升20%20%施工图生成1.需要大

24、量后期调整1.自动生成效率提升50%50%PKPM-BIM平台效率提升工程量统计1.鉴于REVIT软件部分功能不完善及建模是发生遗漏及重叠的情况，统计结果不够准确2.前期需要对参数进行系统规划1.自动生成效率提升50%50%运行速度1.当模型较大时，软件卡顿很明显1.运行顺畅效率提升50%50%引自引自山东同圆山东同圆项目四：上海中森-路劲松山项目项目效果图项目概况本项目共有31栋楼。落实装配面积：100%单体预制率：40%结构体系：装配整体式剪力墙保温形式：内保温预制构件类型：预制墙板、预制梁、预制板、预制楼梯、预制阳台、预制凸窗以及预制隔墙标准层户型图3D深化模型建筑模型建筑模型设备设备模

25、型模型结构模型结构模型全专业集成模型全专业集成模型项目四：上海中森-路劲松山项目全专业楼层模型全专业楼层模型全专业全楼模型全专业全楼模型项目四：上海中森-路劲松山项目应用点：PKPM-BIM接力建筑模型转换为结构模型装配式拆分设计塔吊模拟及参数检查装配式指标统计判定模型深化及详图输出（剪力墙、叠合板）接力生成接力生成结构模型平面构模型平面图装配式模型拆分装配式模型拆分塔吊模塔吊模拟装配式指装配式指标统计判定判定深化设计及钢筋碰撞深化设计及钢筋碰撞项目四：上海中森-路劲松山项目丽水市城西公租房及安置房项目（安置房）工程总用地面积73910平方米，建筑占地面积14042.26平方米，总建筑面积20

26、3385.16平方米，地上建筑面积（计容）136734.9平方米，夹层建筑面积9889.8平方米，地下室建筑56669.71平方米。该工程的结构形式为预制装配式结构体系，其中上部结构二层以上的楼梯与楼板采用PC构件。基础形式为柱下独立基础。整个项目预制率为21%，实现了建筑工业化，满足建筑工业化的发展要求。项目计划开工日期为2016年12月28日，竣工日期为2019年9月23日。项目五：丽水市城西公租房及安置房项目建设单位：浙江省建工集团有限责任公司多专业协同设计装配式构件智能拆分装配式构件详图构件统计材料统计更多应用示范项目更多应用示范项目顾村原选址基地市属征收安置房F-4地块项目哈尔滨河柏

27、住宅小区沈阳亚泰城二期工程宝山区顾村大型居住社区BSP0-0104单元0402-03地块动迁安置房项目沈阳亚泰城三期工程合肥滨湖新区滨湖沁园及便民服务中心项目更多应用示范项目更多应用示范项目昌平区北七家镇沟自头村定向安置房项目更多应用示范项目更多应用示范项目朝阳区百子湾保障房项目公租房地块第一标段河西区X13R2地块居住项目上虞中加国际学校一期建设工程主要内容一、装配式建筑及十三五重点项目简介二、基于BIM的装配式建筑设计技术三、结语与展望1.随着建筑工业化水平的提高与建筑行业转型升级的需要，装配式建筑是建筑行业发展的趋势；2.基于BIM的装配式建筑应用使原来的粗放型模式向精细化模式转变，促进建筑产业化的可持续发展；3.装配式建筑设计工作量大大增加，需要借助专用软件来提高设计效率；4.只有通过基于BIM平台的装配式建筑产业化整体解决方案，才能真正满足装配式建筑精细化设计、多专业协同、全产业链应用的需求，使建设成本有效降低。结语与展望T H A N K S