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裝配式設計軟件

隨著建筑工業化的發展,裝配式建筑在全國范圍內正在逐步廣泛應用,相應的行業標準《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014、國標圖集、各地的地方標準圖集也都紛紛編制與出版,裝配式建筑適應工業化、節能、環保的發展要求,必將是未來建筑領域的發展方向。

為了適應裝配式的設計要求,PKPM編制了裝配式建筑設計軟件PKPM-PC,包含了兩部分內容:第一部分結構分析部分,在PKPM傳統結構軟件中,實現了裝配式結構整體分析及相關內力調整、連接設計等部分內容;第二部分,在BIM平臺下實現了裝配式建筑的精細化設計,包括預制構件庫的建立、三維拆分與預拼裝、碰撞檢查、預制率統計、構件加工詳圖、材料統計、BIM數據接力到生產加工設備。

PKPM-PC為廣大設計單位設計裝配式建筑提供簡便的設計工具,提高設計效率,減少設計錯誤,推動住宅產業化的進程。

一、啟動界面與主要功能

 

裝配式啟動主界面

包括如下幾個主要功能模塊:

1)構件庫管理;
2)裝配式方案;
3)裝配式深化設計;
4)構件加工圖;
5) 導出加工數據。

二、構件庫管理

1、輔助裝配式住宅標準化

獨立于項目的團隊共享庫,企業標準:
> 構件能滿足加工生產要求
> 建筑方案初期考慮裝配式模數化
> 構件拆分
> 裝配式單元歸并
> 構件深化設計可配置
     1)自動設計參數規格化
     2)匹配構件庫中現有構件
工作基礎重復利用,構件或單元可提取入庫,簡化設計工作,促進標準化。


2、系統構件庫 – 國標圖集

《預制混凝土剪力墻外墻板》15G365-1;
《預制混凝土剪力墻內墻板》15G365-2;
《桁架鋼筋混凝土疊合板(60mm厚底板)》15G366-1;
《預制鋼筋混凝土板式樓梯》15G367-1;
《預制鋼筋混凝土陽臺板、空調板及女兒墻》15G368-1;
《裝配式混凝土結構住宅建筑設計示例(剪力墻結構)》15J939-1;
《裝配式混凝土結構表示方法及示例(剪力墻結構)》15G107-1;
《裝配式混凝土結構連接節點構造(2015年合訂本)》G310-1~2。


3、構件庫查詢及修改

目前團隊共享庫的類型包括兩種:裝配構件庫、裝配式附件庫,通過左上角的下拉菜單進行切換,當切換到裝配式構件庫的時候,會把裝配單元按類型在左側的樹形列表中進行羅列,可通過點擊樹形列表的節點對右側數據展示區的內容進行更新顯示。

構件庫中的類型包括:疊合板、預制剪力墻、預制外墻板、預制樓梯、疊合陽臺、預制陽臺、預制空調板等;

附件庫是用來管理裝配式構件中更小的一些標準件,這些標準件可能會和加工廠能生產的型號及類型由直接關系,同時作為程序中對于模型進行自動化設計時選取材料的一個依據,用戶可以指定程序只能從固有的附件庫中選擇合適的標準件來完成裝配式構件的組裝。


附件庫中的類型包括:鋼筋套筒組件、吊裝連接件、預埋支撐螺母、預埋線盒、預埋管件等。

構件庫支持基本的操作:

1)過濾查詢;
2)增加、修改、刪除;
3)可以導入、導出構件庫文件。


三、裝配式方案確定

1、建立裝配式模型

1)導入建筑數據(建筑轉結構)

從Revit中導入模型的例題界面

2)交互建模(現澆結構建模再拆分或構件庫拼裝)

裝配式建模界面

3)導入PM數據

  

PM模型與導入的PKPM-BIM模型對比 

2、裝配式設計指標

1)裝配式結構整體分析設計

裝配式結構設計主要依據規范:
1.《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014
2.《混凝土結構工程施工規范》GB 50666-2011
3.《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204-2015
4.《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程》JGJ355-2015

《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014對裝配整體式混凝土結構采用的是等同現澆結構設計,在SATWE軟件現澆設計的基礎上完成下述設計內容:

> 既有預制又有現澆時,現澆部分地震內力放大
> 現澆部分、預制部分承擔的規定水平力地震剪力百分比統計
> 疊合梁縱向抗剪計算
> 預制梁端豎向接縫的受剪承載力計算
> 預制柱底水平連接縫的受剪承載力計算
> 預制剪力墻水平接縫的受剪承載力計算

在SATWE分析參數的結構體系中增加4類裝配式結構體系:裝配整體式框架結構、裝配整體式剪力墻結構、裝配整體式部分框支剪力墻結構、裝配整體式預制框架-現澆剪力墻結構。并調整信息中提供了:現澆部分地震內力放大系數。

裝配式結構采用等同現澆的設計方法,在實現現澆結構所有分析、調整及相關設計的基礎上,針對裝配式,SATWE軟件增加下面幾項的分析與設計:

> 現澆部分地震內力放大
> 現澆部分、預制部分承擔的規定水平力地震剪力百分比統計
> 疊合梁縱向抗剪計算
> 預制梁端豎向接縫的受剪承載力計算
> 預制柱底水平連接縫的受剪承載力計算
> 預制剪力墻水平接縫的受剪承載力計算

預制構件連接鋼筋的計算與圖形輸出 


四、裝配式深化設計

1)裝配式在模型中的三維預拼裝(包括圍護墻、設備管線等)
通過三維預拼裝,在設計階段就能避免沖突或安裝不上的問題,模擬施工,確定施工安裝順序。

  

 三維模型與預拼裝                                                      多專業協同設計的BIM模型

2)拆分工具
根據運輸尺寸、吊裝重量、模數化要求,自動完成構件拆分;
能根據國標設計規范要求完成自動設計。

 

交互拆分及拆分修改

3)交互布置
能交互布置構件、預埋件、預留孔洞等。

4)預制率、算量統計
提供材料統計,并自動計算預制率。

1、統計內容配置:

材料統計內容配置界面

該配置界面的操作方式與構件庫中配置界面的操作時一致的,只是配置的類型及具體參數略有不同,此處不再重復說明。

2、構件用量統計報表

構件用量統計報表界面

會將各種類型本身的參數進行統計,同時也可以對各類附屬件進行統計。統計的內容及顯示方式由配置信息決定。
該報表支持直接打印,也支持導入Excel中再編輯。

5)構件計算工具

單構件計算工具

五、構件加工圖

1)圖紙工程信息配置

2)自動出全樓構件加工圖紙

基于BIM平臺的預制構件詳圖自動化生成研發,裝配式結構圖要細化到每個構件的詳圖,詳圖工作量很大,BIM平臺下的詳圖自動化生成,保證模型與圖紙的一致性,即能夠增加設計效率,又能提高構件詳圖圖紙的精度,減少錯誤。
自動導出全樓加工圖紙

預制墻詳圖

    

疊合梁詳圖

  3)圖紙可以發布成DWG圖


六、BIM模型數據直接接力數控加工設計CAM

裝配式結構的BIM模型數據直接接力工廠加工生產信息化管理系統,預制構件模型信息直接接力數控加工設備,自動化進行鋼筋分類、鋼筋機械加工、構件邊摸自動擺放、管線開孔信息的自動化畫線定位、澆筑混凝土量的自動計算與智能化澆筑,達到無紙化加工,也避免了加工時人工二次錄入可能帶來的錯誤,大大提高了工廠生產的效率。

 

BIM模型直接接力數控加工設備

加工數據統計表

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