文章来源：富凝科技

    1、前言

    装配式建筑随着国家的大力推广，各地的政策落地，越来越多的建筑采用装配式建筑。但我国的装配式建筑发展与发达国家还存在一定的差距。其中装配式设计又是整个实施环节中的关键因素。装配式设计按照设计流程可拆分为：方案设计（确定拆分方案、典型构件、连接节点及相关计算等）、二次深化设计（工厂加工图、现场布置图等）。二次深化设计因周期长、构件数量多，各设计单位一般都会采用BIM软件进行深化设计。但装配式方案设计通常需要与建筑施工图同步进行，并按照各地的政策需要方案审查，设计时间短，随施工图深入进行时变更较多，因此设计单位通常采用更为灵活的AutoCAD进行设计。AutoCAD最大的弊端是图纸与统计数据不关联，特别是变更后的统计，错误率较高。

    传统AutoCAD方案设计

    采用BIM软件进行方案设计可解决上述问题。在BIM软件的选择，作为装配式设计最繁重的任务是完成方案设计后的二次加工图深化，方案设计能与二次加工设计形成一个流程上的闭环，是软件选择的一个重点。

    我司选用的二次加工图深化软件TeklaStructures，具备电脑消耗极低、高效的多用户协作（甚至可通过万维网）等优点。利用TeklaStructures多用户协作方式进行方案设计，可弥补采用BIM软件设计后的效率下降问题。

    根据我司实战统计采用该方案后与AutoCAD综合效率接近。虽然建模周期会被拉长，但无需后续的统计工作，减少了部分校对环节。采用BIM方案后可避免拆分方案与统计数据不一致情况。

    Tekla方案设计模型

    2、建模方案

    预制装配式方案模型，先安装建筑图进行建筑翻模，再进行可视化的PC一次拆分设计。完成PC构件、装配率的统计后模型，再向后端的PC二次深化、铝模设计延伸。

    建模流程

    以江苏.南京住宅项目为例，装配式要求为三板应用率和预制装配率双重进行控制，统计数据口径：部分为体积、部分为面积。根据政策计算时可扣除或不扣除门、窗等洞口面积。

    采用BIM模型进行拆分方案设计的重点是构件统计口径归属，各指标控制的面积或体积的提取。我司统计口径根据名称进行划分，如：现浇墙、现浇板、填充墙、预制叠合板、叠合板现浇层、预制楼梯、现浇带、预制剪力墙……。

    统计口径名称

    体积的提取可直接利用报表属性获得净面积和毛面积（对应扣除洞口与不扣除）。但面积系统默认只能获得所有面的表面积或者XY、XZ、YZ的投影面积，因此对于竖向构件在区分XZ、YZ方向较繁琐，可以直接用体积/厚度获得对应的面积。

    基于上述原则洞口的建模方式、竖向墙体的建模方式不同，获得最终的统计数据也会不同。单个构件建模需按照毛面积的统计口径进行建模，不可产生额外的切割，需要扣除的洞口采用切割处理。

    墙案例（梁位置不可采用切除）

    窗洞案例（后切除）

    竖向构件示意图

    对于住宅项目一旦进入标准层之后，标准层以上的楼层（除顶层）通常拆分方案都是一致的，为便于调整方案，重复的楼层可不建立，构件的数量通过用户属性设置楼层来计算重复的个数。

    楼层定义示意图

    砌块、ALC、陶粒板、地板、吊顶等部件，在主体可视面增加表面处理图案，可增强显示效果，方便辨别类型。

    ALC、砌块墙板示意图

    门、窗、栏杆等造型的建模非TeklaStructures的强项，按照建筑门窗统计表，我司采用Rhino+Grasshopper进行参数化交互导入Item标准部件，在实际位置进行选取。

    附属物模型库示意图

    Rhino+Grasshopper动态导入

    除栏杆外多数仅作为显示不参与装配率计算。对于参与统计的标准部件用户属性（用户区域2）中填入面积进行统计（由Grasshopper自动计算填入）。

    竖向构件可以直接利用拆分工具进行快速拆分、调整大小。

    快拆工具栏

    快速加长、剪短

    水平构件拆分牵涉周边构件的搭接、现浇带、叠合层，采用上述拆分方式效率低下，因此我司开发了拆分工具、节点。根据预设自动判定切割的数量，后续若修改，只需调整参数即可快速变更。

    叠合板拆分工具

    叠合板参数化节点

    拆分后的板块

    3、模型的保证措施

    根据上述的建模原则，拆分方案的正确与否，取决于模型建立是否正确、构件归属、重复构件楼层的设置是否正确。为保证质量我司开发了部分工具进行优化。

    如竖向构件由于板降、梁的大小不同墙的高度是不一，通过墙高绑定工具，可快速进行修改。

    墙高绑定工具

    楼层的位置属性，先用管理器对建筑物的空间位置进行设置，套用空间位置进行快速选择对应的构件，在用楼层设置工具进行设置。

    楼栋平面位置定义

    楼栋立面位置定义

    楼层属性设置工具

    构件列表通过预设名称进行快速设置，为方便选取和显示，可根据类别进行临时隔离显示，即可在视图上快速反应当前显示的构件归属是否正确，免去重复设置不同的过滤方式。

    快速列表设置工具

    快速隔离显示

    4、统计、图文方案

    TeklaStructures具备完善的报表系统，选用不同模板（可自定义）可快速的获取所需的数据，但我们需要拆分方案，计算不同项次的数据，数据又有面积、体积。手动过滤进行多次统计无疑是巨大工作量，且方案的比选无法快速获得。

    Tekla默认报表

    我司根据不同地区的政策开发了自动化统计工具，可一键统计三板应用比例及装配率，在装配率拆分方案比选、扣除洞口方案、不扣除洞口方案，可快速反应数据变化，并且附带每个构件的明细。

    三板应用比例表

    三板应用比例明细表

    三板应用统计口径

    预制率计算表

    预制率计算明细表

    预制率统计口径

    计算数据可以一键导出至Excel及Cad表格，平面布置图采用建筑图+Tekla图纸相结合方式，清理保留固定不变的建筑图作为参照底图，变动部分由Tekla进行筛选过滤后出图。Tekla的图纸标注采用模板直接读取对应属性，后续调整模型标注是联动修改，无需人工干预。

    最终的送审图纸

    标注数据的属性

    最终送审图纸可将定稿的重复楼层进行复制后后抓取完整模型。也采用TrimbleConnect中的实时渲染进展出图，或后续模型的轻量化演示。

    整体模型

    实时渲染模型

    5、结语

    当今BIM软件虽然较多，但大多数是基于设计阶段的施工图设计，对装配设计特别是后续的二次加工图设计的软件限制较多，落地还有很长的一段时间。我司通过一部分的二次开发，利用TeklaStructures强大的平台优势、完善的二次深化设计流程，完成前端装配式方案设计的探索，打通了拆分方案设计与二次加工图深化设计的衔接壁垒，形成一个完整的闭环。

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