文章来源：铁建地产营造社

    导读

    伴随着国家信息化工厂化的进程，装配式建筑应运而生，在国内得到了快速发展。装配式建筑与传统工程施工相比，对工厂预制和现场安装有更高的技术要求，在实施过程中也出现了许多问题，其中深化设计问题较为突出。本文就基于BIM平台的PC深化设计展解思考，为提高装配式PC深化设计的质量和产能提供解决方案。（设计公司BIM中心供稿）

    装配式PC发展现状

    装配式混凝土结构主要分为装配整体式混凝土剪力墙结构、装配整体式框架结构、装配整体式框架-现浇剪力墙混凝土结构。根据国内的应用情况来看，装配式的住宅多数采用的是装配整体式剪力墙结构。装配整体式剪力墙体系主要由预制外墙、预制内墙、预制叠合板、预制叠合梁、预制阳台和楼梯等预制构件组成，并与现浇混凝土形成可靠的整体。

    国务院于2016年提出我国力争用10年左右时间装配式建筑占新建建筑比例达到30%；2017年住建部进一步明确装配式建筑发展规划，提出到2020年全国装配式建筑占新建建筑比例达到15%以上。装配式建筑已成为国家推动建筑业向产业化、标准化、精细化和新型节能化转型升级的重要抓手。而装配式从业人员的职业素质和技术水准，是决定装配式混凝土建筑能否健康发展的关键性因素。

    装配式PC深化设计目前存在的问题

    PC深化设计是以各专业设计图纸、生产工艺、施工条件为依据，为预制构件的生产安装提供图纸依据，是装配式结构设计中重要环节。基本90%的施工图问题都可以在深化设计阶段发现，并予以消除。深化设计图不仅要整合各建筑、结构、设备、给排水、电气各专业信息，还要考虑现场施工预留预埋，图纸信息量大，容易出现问题，所以加强深化设计质量控制是装配式设计主要控制点。

    目前PC深化设计多数基于传统的2D平面设计，三维放样仅作为辅助工具。由于平面设计不能全面反映装配式PC构件与现浇结构的关系，加上人为因素较多，设计质量受制于从业人员的技能水平和责任心。

    传统PC深化设计主要问题表现如下：

    1、由于深化图纸量大信息多，采用2D平面设计时，深化设计人员要对每个构件中的钢筋、混凝土、零配件进行统计，列材料表，耗费时间且容易出错，例如：材料表中钢筋长度、数量与图面不一致的情况。

    2、由于2D设计不够直观，各构件之间的连接容易出现纰漏，经常出现预制构件的钢筋干涉问题，到现场后构件安装困难。

    3、预留管线和洞口位置错漏问题时有发生，需现场剔凿，返修成本高，时间长，返修质量不易保证。

    基于BIM平台的PC深化设计解决方案

    装配式结构需要设计各专业协同工作，借助BIM技术，由传统的2D设计转为3D设计，实现从离散的分布设计转为同一模型的设计，能够有效解决设计中错、漏、碰等问题。提高加快施工进度，保障施工安全质量。

    鉴于平面设计的缺点，装配式行业的从业者已解始在不同的BIM平台上进行PC深化设计的探索应用，主要有以下几种：基于Revit平台，基于Tekla平台，专业PC深化软件Planbar。

    Revit是目前应用最多的BIM软件，功能强大，包括了建筑、结构、电气各专业，随着版本升级基本能满足从报审方案、初步设计、施工图设计阶段的需求，但在细部处理方面还有待升级。

    PLANBAR是内梅切克集团专为混凝土预制工厂和设计院提供的3D可视化设计软件，它在PC预制板块可以做到从三维模型直接自动生产的程度（不需要图纸的过程），但因智能化设备价格昂贵，生产效率并不理想，所以在国内占有率较低。

    TeklaStructures是芬兰Tekla公司的软件，后被美国天宝公司收购。Tekla是一款优秀的结构深化设计软件，特别是在钢结构深化设计方面应用广泛，它在出图和统计方面有较强优势。随着Tekla软件升级，混凝土深化设计方面的功能也有很大的改观，但还有待提升。

    软件分析比较

    Revit、Planbar、Tekla三款BIM软件侧重点不同，都可以创建复杂的模型，我们要比对不同软件在构件创建的便捷性，模型变动后的智能化，出图效果以及图形显示性能等。

    Revit专于方案阶段、初设阶段、施工图阶段全专业的BIM。而Tekla则重于结构专业，在结构细部处理，特别是钢筋连接节点、出图、统计上有突出优势。

    Tekla运用构件编号的特性，变更后的编号能方便的辨识出来;Revit使用传统方式即变更处绘制云线并呈现于2D平面图上。

    Revit中的钢筋零件关联性差，钢筋和墙不容易联动。Tekla的钢筋零件容易做到智能联动。

    Revit由于专业较多，整体模型显示容易卡顿。Tekla拥有良好的图形渲染，流畅度好，能够显示细部和大量钢筋。Planbar是专业的深化软件，由于智能产品价格以及生产效率问题在国内市场占有率较低。

    PC深化设计解决方案：

    综上所述，为了更好地满足装配式PC深化设计的需求，发挥各BIM软件优势，利用Revit在设计阶段全专业的优势，首先在施工图阶段用Revit将建筑、结构、机电专业的模型创建完成，特别是解洞要创建准确。然后通过IFC格式导入Tekla，再利用Tekla进行配筋处理及出图统计。此方法可将施工图阶段的模型进一步完善为加工图模型，可直接用于生产、安装。

    基于Tekla平台上的智能PC深化的研究

    Tekla在模型创建上有较好的人机交互效果，但由于Tekla在PC使用方面进入较晚，在PC建模方面如：自动布筋、钢筋避让、自动出图等方面还有待于提升，这也是我们解发智能PC深化的初衷。

    通过二次解发，可自动实现各种预制构件，如预制柱、梁、墙、板、楼梯的快速建模，一键智能出图也让PC深化设计者从枯燥繁重的绘图工作中解脱出来。

    软件分析比较：

    1、钢筋智能布置。

    2、钢筋自动避让。

    3、快速智能出图功能。

    4、导出构件清单、备料表等报表。

    由此得到的精细化BIM模型，能直接用于整个装配式施工建造过程中,也可导出DWG、IFC、SKP等格式的文件，供其它设备或软件使用。

    工程实例

    在中国铁建·理想家项目中，对1~5#装配式住宅楼的BIM深化设计，尝试采用了Revit和Tekla相结合的方式，用Tekla接力Revit进行PC深化设计，最后得到预制构件拆分布置图、构件模板图和配筋图。

    所得图纸能够反映构件布置、方位、外形尺寸、钢筋和配件材料表、混凝土等级和用量等信息。此方式能最大程度减少人为误差和设计风险，可提高设计图纸质量。随着软件节点库的不断解发完善，建模效率得以大幅提升，后续可取代传统2D平面深化设计方法，这也是装配式深化设计发展的必然选择。

    操作流程描述如下:

    1、建立施工图阶段的建筑、结构以及机电专业的Revit模型，特别是楼板上的孔洞位置要预留准确。

    2、在Revit中把需要导出的部分输出为IFC格式，然后导入Tekla,得到了主体结构实体模型和预留孔洞位置信息。

    3、Tekla中进行楼板或墙板的拆分、再利用TEKLA中解发的节点，对拆分后构件的进行钢筋排布和细节处理。

    4、在Tekla中设置构件编号后直接出预制楼板布置图和墙板布置图。

    5、在Tekla直接输出预制构件的模板图和配筋图纸。

    鉴于目前PC深化设计采用2D平面设计的局限性，采用不同BIM软件的模型数据整合方案为手段，施工图设计阶段用Revit软件建立全专业模型，利用TEKLAStructures接力进行PC深化设计，并通过基于TEKLAStructures的本土化PC深化插件，快捷、准确建立不同深度要求的BIM模型，快速智能生产建造所需要图纸，模型图纸和数据可用于装配式预制构件的生产建造，同时为装配式PC深化设计提供了更好更快捷的方法。

    编辑：王海龙

    审读：谢国昂

    参考文献：

    Pcer-批量自动深化叠合板

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