摘 要

21世纪的建筑行业，装配式建筑以其快捷的速度、高效的成果、生产线的提升和环境的友好性等特点正冲击着现浇式建筑的地位。2020年武汉市为抗疫临时建造的“火神山”、“雷神山”医院仅用10天左右便开始运营，这看似不可能实现的任务背后，却是得益于装配式技术。另一方面，信息技术的蓬勃发展，给劳动密集型的建筑行业带来了BIM技术。它将实际工程真实反映到虚拟模型上，提供不同专业以共同工作的平台，转移繁琐工作于计算机处理，加深各项工作的内在联系，可视化施工过程，使建筑行业得以实现智能化与科技转型。装配式建筑与BIM技术的结合使得装配式建筑的设计、施工过程更加可控，降低了设计、施工失误发生的概率，满足装配式建筑容错率低的要求。

因此，在建筑转型升级的背景下，本文以BIM技术为研究对象，针对构成装配式建筑的元素——PC构件，研究二者之间的结合与应用。主要研究内容包括：

（1）装配式建筑与BIM技术现今发展现状与特点。

（2）对BIM技术在PC建筑中的应用进行分析，提出构件设计中的BIM方案；

（3）基于BIM技术，利用BIM软件，摒弃传统的“先现浇后拆分”的设计方法，事先构建可重复使用的PC构件模型库，以族的形式在初步设计中直接拼接构件形成完整的建筑。

（4）针对建筑专业、结构专业、给排水专业、电气专业、暖通专业以及项目各阶段需求，探究PC构件深化设计中的BIM运用，力求实现PC构件深化设计的完整性、准确性和智能化。

（5）探索Revit二次开发技术在PC构件设计中的使用，扩展BIM技术的设计功能。

（6）结合实际工程项目，运用所提出的BIM设计方案进行实例操作，验证该方案具备一定的参考价值。

BIM技术的应用能有效提高PC构件设计的深度、效率和准确性，为工程项目的实施提供可视化平台，也为项目内容统一修改的不时之需给出了解决办法，更加速了建筑行业的科技转型与革命。

关键词：建筑信息建模（BIM）技术；装配式建筑；PC构件设计；二次开发应用

Abstract

In the construction industry of the 21st century, prefabricated buildings are impacting the status of cast-in-place buildings with their rapid speed, efficient results, improved production lines and environmental friendliness. The Huoshenshan and Leishenshan hospitals built temporarily for epidemic prevention in Wuhan in 2020 only took about 10 days to start operation. This seemingly impossible task was backed by prefabricated and assembly-type technology. On the other hand, the booming development of information technology has brought BIM technology to the labor-intensive construction industry. It can reflect the actual project on the virtual model, provide a platform for different majors to work together, transfer the tedious work to the computer processing, deepen the internal connection of each work, and visualize the construction process, so that the construction industry can realize the intelligent and technological transformation. The combination of prefabricated building and BIM technology makes the design and construction processes of prefabricated building more controllable, reduces the probability of design and construction errors, and meets the requirement of low fault tolerance of prefabricated building.

Therefore, under the background of construction transformation and upgrading, BIM technology is taken as the research object to study the combination and development with PC components, which are the elements of prefabricated buildings. The main research contents include:

(1) Current development status and characteristics of prefabricated building and BIM technology.

(2) Analyze the application of BIM technology in PC building, and put forward BIM scheme in component design.

(3) Based on BIM technology, BIM software is used to abandon the traditional design method of "cast-in-place and then split", and the reusable PC component model library is constructed in advance, so as to directly splice components to form a complete building in the preliminary design in the form of family.

(4) Based on the requirements of architecture, structure, water supply and drainage, electrical, hvac and other stages of the project, the application of BIM in the deepening design of PC components was explored, and the completeness, accuracy and intelligence of the deepening design of PC components were achieved.

(5) Explore the use of Revit secondary development technology in PC component design, and expand the design function of BIM technology.

(6) Combining with actual engineering projects, the proposed PC components design scheme with BIM technology is used for example operation to verify the usability and practicability of the scheme.

The application of BIM technology can effectively improve the depth, efficiency and accuracy of the design of PC components, provide a visual platform for the production and construction of PC components, and also provide a solution for the urgent need of unified modification of project contents, which accelerating the technological transformation and revolution of the construction industry.

Key Words：Building information modeling (BIM) technology; Prefabricated building；PC components design；Secondary development application

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的意义与目的 1

1.2.1 研究意义 1

1.2.2 研究目的 2

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 3

1.3.2.1 装配式建筑和BIM技术研究 3

1.3.2.2 BIM技术在装配式建筑设计中的应用 3

1.3.2.3 BIM技术在装配式建筑生产中的应用 3

1.3.2.4 BIM技术在装配式建筑多阶段的应用 4

1.3.3 研究现状综述 4

1.4 研究方法和技术路线 4

1.4.1 研究方法 4

1.4.2 技术路线 5

1.5 本文主要内容及创新点 5

1.5.1 研究内容 5

1.5.2 主要创新点 6

第2章 装配式建筑与BIM技术概述 7

2.1 引言 7

2.2 装配式建筑和PC构件 7

2.2.1 装配式混凝土结构体系 7

2.2.2 PC构件 8

2.3 BIM技术特点 9

2.3.1 协同工作 9

2.3.2 参数化设计 9

2.3.3 数据关联与统计 9

2.3.4 IFC标准 10

2.3.5 多维结合 10

2.3.6 二次开发 10

2.4 BIM软件使用方案 10

2.5 本章小结 10

第3章 装配式建筑PC构件BIM初步设计 11

3.1 引言 11

3.2 装配式建筑PC构件设计 11

3.2.1 设计方法 11

3.2.2 设计原则 13

3.2.3 编码体系 13

3.2.4 精度定义 16

3.2.5 信息创建 16

3.3 标准化PC构件BIM模型库的建立 18

3.3.1 PC构件建模方法 18

3.3.2 PC构件模型库的建立 22

3.4 基于BIM的PC构件初步设计 24

3.4.1 设计内容 24

3.4.2 设计流程 24

3.5 本章小结 25

第4章 装配式建筑PC构件BIM深化设计 26

4.1 引言 26

4.2 装配式建筑PC构件深化设计概述 26

4.2.1 深化设计内容 26

4.2.2 深化设计流程 27

4.3 基于BIM的PC构件深化设计 28

4.3.1 建筑工程深化设计 28

4.3.2 结构工程深化设计 31

4.3.3 给排水工程深化设计 37

4.3.4 电气工程与暖通工程深化设计 38

4.3.5 施工需求深化设计 38

4.4 本章小结 38

第5章 Revit二次开发应用初探 39

5.1 引言 39

5.2 Revit二次开发 39

5.2.1 二次开发基本概念 39

5.2.2 二次开发流程 39

5.3 Revit二次开发辅助设计 40

5.3.1 构件洞口设计 40

5.3.2 构件参数快速读取 42

5.4 本章小结 44