项目名称：河北省某产业园项目

设计单位：中土大地国际建筑设计有限公司

项目概况：该项目功能为工业厂房，装配式建筑总面积约3.8万平方米，结构形式为钢筋混凝土装配整体式框架结构。

评价标准：《河北省装配式建筑评价标准》（DB13（J）/T 8321-2019）

预制种类：钢筋桁架叠合板、叠合梁、预制柱、预制楼梯，构件标准化指标达到65%以上；围护墙采用兼强板轻质墙板体系，内隔墙采用ECP条板墙体体系；设备管线应用集成设计理念，并在满足条件部位采用管线分离敷设方式，便于后期检修与围护。

软件应用：该项目采用基于国产BIMBase平台的PKPM-PC与PKPM-BIM软件相结合设计。（采用本会会员单位北京构力科技有限公司软件）

图1 项目效果

 

项目应用

一

项目难点和技术要点

  1）结构体型庞大，结构建模难度大，拆分过程时间长。为保证施工图进度，解决此问题，分建模型，对不同构件进行拆分设计；

  2）预制梁柱节点及预制叠合梁在支座处的钢筋避让问题。设计应用过程中，处理梁底纵筋碰撞，采用钢筋水平或者竖向偏位，也采用局部弯折或者整体偏位。同时需对接缝处进行抗剪承载力验算，并结合项目实际情况，考虑是否需要附加纵筋。

  3）全专业协同模型应用，协同提资应用难度大。本项目才有PKPM-BIM与PKPM-PC相结合，创建BIM模型和PC深化模型，并基于软件本身多专业提资和管综应用，提高模型的精度要求，更加贴合设计师的理念。

二

项目设计理念——标准化&信息化

  项目设计遵循构件标准化原则，通过布置优化最大程度减少预制构件规格。主要体现在以下几个方面：

  1）交通功能优化布置、柱网优化布置。为提高预制构件标准化率，柱网以10m*10m为主要跨度尺寸；同时将疏散楼梯，消防电梯，设备管井，卫生间布置于建筑角部第一跨位置。该布置原则可同时满足建筑功能需求，并使建筑中心跨为同规格尺寸，便于后期标准化拆分设计；

  2）梁、柱布置优化调整。以800*800为柱主要尺寸截面，梁截面尺寸在满足计算指标前提下进行统一。结构标准层采用井字梁布置方式，屋面层采用单向密肋梁布置方式，优化后楼板分为3m*3m标准化网格，实现板块网格的标准化。红色区域为含柱切角楼板，蓝色区域为无切角楼板。

图2 楼板标准化程度示意图

  3）内隔墙ECP墙板以900mm、1000mm、1200mm标准宽度为主要规格型号，优先选用标准宽度墙板，局部采用非标墙板。设备纵向管线置于墙体空腔内，设备管线采用集中布置，有利于施工与后期检修。

图3 ECP墙板立面布置图

三

项目设计成果

1）装配式拆分设计成果展示

  应用PKPM-PC软件进行装配式建筑结构构件拆分设计，分别进行预制柱、预制梁、预制楼板、预制楼梯等构件的拆分。拆分设计完成后进行构件参数设计、构件配筋设计、吊点设计、预留预埋设计、钢筋避让调整、吊装验算等。

  预制构件上进行预留预埋构件布置，留洞与钢筋发生碰撞时，综合设备专业条件进行调整，优先考虑预留条件避让，如无法避让时，则采用钢筋避让预留条件的方式。

图4 预留条件表达及钢筋避让

  应用PKPM-PC软件进行装配式建筑建筑墙板拆分设计，根据结构构件布置以及门洞、窗洞条件，进行ECP墙板协同布置，进行墙体开洞布置并建立相应墙体排布模型，墙板拆分后进行墙板配筋设计、固定件设计。

图5 建筑墙板拆分设计

2）BIM技术应用成果展示

  为响应国家发展战略方针，顺应建筑产业信息化趋势，对BIM正向设计进行探索性尝试，促进BIM技术应用的落地与成果转化。该项目应用PKPM-BIM软件进行BIM设计。形成建筑、结构、机电专业BIM模型。

  模型设计深度依据《建筑信息模型设计交付标准》GB/T51301-2018，满足规范要求。以“几何表达精度”与“信息深度等级”为准则进行模型创建，实现模型可视化与数据处理需求。设计深度标准见表一。

表一 模型设计深度一览

 

  应用BIM的三维可视化设计手段，建筑、结构、机电专业模型进行合并查验，根据管线排布综合原则提出的净高要求，对其走廊及管线复杂部分进行碰撞优化调整。

图6  管线碰撞优化调整

  应用PC模块的指标检查，对预制构件进行钢筋碰撞检查减少设计误差。检查梁柱节点区的钢筋是否碰撞，结果三维可视，便于处理。检查不同楼层的竖向构件间的钢筋碰撞。

图7  钢筋碰撞优化调整

  以混凝土构件预制化生产、装配式施工为生产方式，以BIM设计标准化、构件部品化、施工机械化为特征，能够整合设计、生产、施工等整个产业链，实现建筑产品节能、环保、全生命周期价值最大化的可持续发展的新型建筑生产方式。

 

总结

  本项目应用基于国产BIMBase平台下的PKPM-PC及PKPM-BIM模块。

  PKPM-PC在装配式设计方面为本项目提供了很大帮助，借助软件对应功能，在较短设计周期内完成了从方案到拆分再到出图。设计效率提升50%以上，并在设计过程中考虑钢筋碰撞、点位预留、深度已达到预制构件加工级别。

  PMPM-BIM的应用实现了建筑、结构和机电专业的协同设计，以建筑与结构作为前置专业，优先确定方案布局和结构形式，机电专业后期介入，并对模型进行合并与综合校验，减少设计错误率，提高后期项目建设品质。通过该项目的应用，体现出BIM技术在设计阶段的价值，同时国产自主BIM软件的崛起也将为国家建筑产业升级写下浓墨重彩的一笔。

 

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