本文是一篇建筑工程管理论文，本文在建筑业工业化发展背景之下，对 BIM 技术以及装配式建筑进行了详细的研究论述，总结出了 BIM 技术的优势及装配式建筑发展的制约因素。同时借助 BIM平台，提出了一种通过数据驱动对剪力墙构件进行参数化设计方法，使用 DynamoStudio 实现自动快速创建，同时修改构件基本参数，创建不同类型的剪力墙。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 研究背景
随着我国城镇化率的提升、基础设施的完善和“一带一路”倡议的推进，我国建筑业市场空间巨大；同时，国家和社会对建筑质量、节能环保的重视，建筑业正在逐步转型和升级。此外，随着我国人口生育率降低，老龄化程度加快，人口红利优势逐步丧失，建筑从业人员减少，导致人力成本上升，传统的建筑设计和建造方式已逐渐不适应工业化发展的需要[1]，给发展装配式建筑提供了先决条件。与现浇式建筑建造方式相比，装配式建筑采用更加精细化分工极大提升了工作效率，劳动力需求降低。同时有利于绿色施工，降低对环境造成的影响，减少资源损耗。这些优势使得装配式建筑、BIM[2-3]技术和绿色建筑等建筑理念和技术在我国快速的普及与应用。
装配式建筑正在以自身独特的优势逐步成为建筑业发展的新潮流。首先，装配式建筑施工周期与现浇建筑相比较短，资源损耗较少，节能环保优势明显，符合国家可持续发展的战略。其次，由于它的建造过程大多在构件厂加工完成，可以节省大量在施工现场建造的时间，使施工场地的使用效率得到提高，降低建筑成本。在装配式建筑中使用了大量机械化操作，因此可以有效保证工程质量，减少生产事故的发生。装配式建筑与传统建筑相比优势明显，如表 1-1 所示。
表 1-1 传统建筑与装配式建筑对比
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
我国装配式建筑最早应用于 20 世纪 50 年代，发展至今近 70 年。当时我国装配式建筑发展较为落后，在我国第一个五年计划开始后，确定了发展装配式建筑的目表。在国家的大力支持下，我国预制构件生产技术取得长足进步，预制墙板、预制结构柱等构件大量使用，大型砌块、楼板等结构构件的施工技术也逐步成熟，建筑设计标准化得到发展，设计效率极大提高。
改革开放以后，随着社会的不断发展，已有的建筑样式不能再满足人民群众对建筑功能多样性的需求。随着商品混凝土的兴起，大模板浇筑技术的进步，现浇建设方式开始显露优势，同时大量农民工涌入城市，提供了充足的廉价劳动力来源，使得传统现浇建设方式几乎占领了国内住宅建筑市场，装配式建筑的发展停止不前。
步入 21 世纪，随着经济和社会的不断发展，居民对于住宅建筑的设计标准提高到新的水平，现浇建造方式也在逐步显现出固有的缺点：手工作业多、对环境污染严重。加上我国人口红利日渐消退，开始出现劳动力资源紧张，为装配式迎来了新的发展机遇。
2020 年注定是不平凡的一年，春节期间，新冠肺炎疫情如同海啸一般，席卷全球。在这场新中国成立以来传播速度最快、感染范围最广的疫情面前，涌现了一批“最美逆行者”。同时我国建筑业也再现“基建狂魔”精神，7500 余名建设者仅用10 天的时间，建设好了 3.39 万平方米的武汉火神山医院，如图 1-2 所示，为火神山施工建造现场。这些都得得益于飞速发展的中国建筑新技术“BIM+装配式技术”。该工程在建设之初就采用标准化、模块化进行设计，大量使用成熟的拼装式工业化成品，极大减少了在施工现场的工作量，加快了施工的进度与效率。同时，运用 BIM技术快速创建全专业整体模型，对复杂的管线进行碰撞检测并进行系统优化，避免后期发生碰撞返工整改。火山神医院能够在这么短的时间内高质量、高标准完成建设，充分展示了发展装配式建筑的必要性。在新时代下，行业对建筑工程提出了新的要求，质量要好，成本要生快，速度要快，是装配式建筑的真实写照。
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第 2 章 BIM 技术与装配式结构简介
2.1 BIM 技术简介
2.1.1 BIM 定义及软件分类
BIM 最早起源于美国，由 Autodesk 公司率先提出。通过使用 BIM 技术可以完成整个建筑工程项目信息的全生命周期的管理和应用，在工程项目建设过程中对涉及的各种数据进行分析，对工程勘察、设计、施工、运维等环节进行实时动态管理，大大提升了工作效率。BIM 在国内最开始推广时，大家都错以为 BIM 只是一款软件，通过建立三维模型来反映建筑物的真实信息，并从模型当中快速注释及提取信息供各个专业人员使用，但随着研究与应用的深入，发现其功能与应用前景不是一款软件可以胜任的[13]。其实，BIM 是“信息化建筑[14]”切入建筑业的一个突破口，提升建筑业建造质量与效率的一套全新方法。
在建筑建造过程中各个专业人员可以在创建好的 BIM 模型中插入、提取及修改信息从而服务于自身，同时使各专业人员加强信息沟通，提高工作效率[15]。通过 BIM平台生成明细表进行工程量信息统计、完成成本信息管理等功能[16]。使用基于 IFC标准进行装配式建筑信息模型构件库的创建，使设计人员与预制构件厂商可以进行密切地沟通[17]。通过创建三维模型，实现三维施工模拟，对施工进度进行动态管理[18]。
在装配式建筑工程预制构件生产过程中，通过使用 BIM 技术对构件数据的集成化分析、管理及传递，并结合可视性、可出图性等特点，使预制构件实现可视化设计与精细化施工，减少设计时可能出现的错误，提高设计的准确性，并减少加工制作的错误率。
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2.2 装配式结构简介
装配式建筑是指用由工厂生产的预制构件在工地装配而成的建筑。装配式建造模式采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工，把传统建造方式中大量的现场作业转移到工厂进行。是一种可实现建筑产品节能、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[24]。
2.2.1 装配式建筑主要特征
(1) 系统性和集成性 装配式建筑是全系统、全方位的新型建造方式，需要设计、生产、施工等各个方面的协同配合，运用信息化技术手段进行一体化设计，完成装配式建筑的建造。
(2) 设计标准化，组合多样化 预制构件是在工厂进行工业化、标准化生产[25]，在设计之初便制订统一的标准采用统一的建筑模数，同时将装配式构件的类型、规格、尺寸等统一标准，提高通用性，从而方便在工厂集中批量生产。
(3) 施工装配化 装配式施工具有速度快，可在短期内交付使用的优点。与传统现浇建筑相比，劳动力减少，交叉作业方便有序。同时在施工现场产生的噪音小，废物废料减少，有利于环境的保护，降低施工成本。
2.2.2 装配式结构主要类型
(1) 主体结构分类 按主体结构的不同，装配式建筑可分为装配式混凝土建筑、装配式钢建筑、装配式木建筑三大类型，如图 2-2 所示。据住房和城乡建设部统计，装配式混凝土建筑占比 64%，具有成本低及适用范围广的特点，装配式钢建筑占比30%，装预制配式木建筑占比 6%。
图 2-2 装配式建筑
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第 3 章 基于 BIM 技术装配式预制墙板设计.......................... 19
3.1 Dynamo Studio 可视化编程简介................................19
3.1.1 Dynamo Studio 节点库.........................................20
3.1.2 Dynamo Studio 节点介绍...................................20
第 4 章 预制混凝土剪力墙吊装分析.........................................31
4.1 预制混凝土剪力墙吊装简介..........................................31
4.1.1 平吊........................31
4.1.2 直吊和旋转吊................................32
第 5 章 基于 BIM 技术装配式建筑参数化建模......................... 41
5.1 工程概况及模型精度...................................41
5.2 标高轴网批量创建程序开发.............................42
第5章 基于 BIM 技术装配式建筑参数化建模
5.1 工程概况及模型精度
某项目位于河北省唐山市丰润区，小区共计 13 栋单体建筑，结构类型均为剪力墙结构，其中 4#楼为装配式建筑。4#楼总共 28 层，其中地下 2 层，地上 26 层，建筑总高度 86.7m，地下室到三层全部为现浇结构，四层及以上采用装配式剪力墙结构。建筑效果图如图 5-1 所示。根据装配率及当地政策的要求，装配式楼层外墙均采用预制外墙板，在构件加工厂完成制作。
图 5-1 建筑效果图
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结论
本文在建筑业工业化发展背景之下，对 BIM 技术以及装配式建筑进行了详细的研究论述，总结出了 BIM 技术的优势及装配式建筑发展的制约因素。同时借助 BIM平台，提出了一种通过数据驱动对剪力墙构件进行参数化设计方法，使用 DynamoStudio 实现自动快速创建，同时修改构件基本参数，创建不同类型的剪力墙。经过研究，本文得到如下结论：1）通过阅读文献，查阅资料，对 BIM 技术的特点、软件分类及应用价值和装配式结构类型进行了充分研究。将
