基于BIM技术的现代木结构建筑模块化设计研究文献综述

 2021-12-30 10:12

全文总字数:5869字

1前言

改革开放以来,随着经济建设的快速发展,人民生活水平的不断提高,对于环保健康的绿色建筑的需求也在不断增加。我国的木结构建筑在传统木结构建筑的基础上,引进西方现代木结构建造技术,逐渐发展形成了具有一定产业化的现代木结构建筑。与此同时,作为工程建设行业的新兴技术—BIM,和不断与之相结合的模块化设计的建造方式也在国家政策的大力推动下、研究人员的努力及建筑行业的实施中如火如荼的展开着。

本文首先对BIM的定义,模块化的概念,以及与现代木结构建筑的关联进行阐述;其次梳理BIM技术与建筑模块化、现代木结构建筑与模数模块化相结合及基于BIM技术的现代木结构模块化的研究发展脉络和国内外的研究情况。最后归纳将BIM、模块化、现代木结构建筑三者相结合的应用情况,综述未来的研究思路,以更好地完善研究方案和研究计划。

2综述

2.1BIM、模块化及现代木结构建筑的介绍

BIM的全称是Building Information Model,中文含义就是:建筑信息模型。它是建筑行业的信息化发展到一定阶段的产物。BIM的概念出现于十九世纪七十年代,后来又由Autodesk整合并定义。目前较为全面的关于BIM的定义是: 创建并利用数字模型对项目进行设计,建造及运营、管理的过程。即利用计算机三维数据工具,创建包含建筑工程项目中完整的数字模型,并在该模型中包含详细工程信息。能够将这些模型和信息应用于建筑工程的设计过程,施工管理及物业和运营管理等全建筑生命周期管理过程中。进而催生了以BIM技术为核心的软件如Revit、Navisworks等,作为进行设计的载体,可以实现创造、概念化形状和空e间,为建筑赋予建筑信息并利用自动化、可视化模拟创新的设计模型。让工程师,建筑师,设计师和建设者可以一起在云端分享交流分析,优化方案,设计建造,进而完成整个工程。

模块化概念在建筑领域中的应用非常广泛,一般是指以每个房间作为一个模块单元,均在工厂中进行预制生产,完成后运输至现场并通过可靠的连接方式组装成为建筑整体。模块化中的基本模块和基本模数在不同的国家和地区可能不同。但是作为模块化设计中的基本模块,都是独立且具有一定标准的,当所有的模块组合成一个完整的建筑构架时,又必须满足作为整体时所要求的各项指标。模块化建筑具有鲜明的工业时代建筑思想与风格。在现代工业技术的支持下,模块化设计带给建筑对于空间更多的阐述和互动,在材料以及多功能运用方面更为灵活,同时也体现了现代建筑设计的简洁性和功能性。

我国常见的现代木结构为轻型木结构、井干式木结构、梁柱式木结构。现代木结构建筑的主要构件常用标准化的木材或者工程木制产品,构件之间的连接节点采用金属连接件。构件和金属连接件都可以在工厂中制作完成,在运输到到现场安装。因此现代木结构建筑预制化、自动化程度很高。经过数十年的发展,我国木结构建筑构件的自动化生产水平,生产的现代化程度越来越高。

2.2相关资料的研究现状

2.2.1BIM与现代木结构

相对于钢筋混凝土结构、钢结构等,虽然BIM在现代木结构建筑中的应用较晚,但由于其本身具有预制化程度高的特点,成为现代木结构建筑与BIM之间的桥梁,可以大大提高其建造效率。基于BIM技术,通过Revit软件建立构件的三维模型,同时创建构件的材料、尺寸、性质等各种“身份”信息,并且利用这些经过数字化的BIM构件进行加工建造。再此基础上,还可以使用Revit自带的分析功能,对完整的建筑进行扫描和分析。

2.2.2模块化与现代木结构建筑

模块化木结构建筑设计制造具有集成化程度高、组装快捷高效、产品收益好等优势。我国的现代木结构建筑是在引进国外先进技术的基础上发展起来的。如轻型木结构的规格材、间距等,基本上引用了北美加拿大的建造模数。近几年,随着国内木结构的不断发展,在此基础上发展了木结构模块化的屋架、模块化的内装、模块化的连接、模块化的墙体(SIPs)、模块化的木框架等。

国外的BIM和现代模块化木结构发展迅速,模块化木结构技术已有一套成熟的工业化生产与建造体系。

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