2018基于BIM的装配式建筑设计软件PKPM-PC
2-夏绪勇_装配式建筑设计软件(设计院版)
施工图
施工图设计
施工图
施工图设计
结构模板图 墙柱定位图 墙柱平面布置图 梁板平面布置图
施工图
墙身大样图
连接节点 大样图
施工图设计
装配式相关计算书
施工图设计
目录
一、前言 二、PKPM-PC设计院版简介 三、PKPM-PC设计院版应用流程 四、基于BIM的装配式建筑设计与方案优化 五、结语与展望
现方案：
1、采用集成式飘窗，与外墙板集成为标准预制构件，便于施工。 2、微调面宽尺寸，符合2M模数，统一外墙板种类。 3、横纵向剪力墙尽量对齐，创造规则的结构大空间，内部更具备灵活性。 4、优化阳台板（6种改为3种）、空调板尺寸（4种改为1种），减少部品
装配式建筑设计软件（设计院版）
夏绪勇 研究员/副总经理 北京构力科技有限公司
目录
一、前言 二、PKPM-PC设计院版简介 三、PKPM-PC设计院版应用流程 四、基于BIM的装配式建筑设计与方案优化 五、结语与展望
装配式建筑: 工厂流水线生产、现场吊装的建筑建造方式
布料及振动
立体养护窑
PC脱模翻转台
北京市：
2017.3.3 北京市住建委发布了《北京市人民政府 办公厅关于加快发展装配式建筑的实施意见》
二、重点任务
(五)创新装配式建筑设计 统筹建筑结构、机电设备、部品部件、装配施工、装 饰装修，推行装配式建筑一体化集成设计。推广通用化、 模数化、标准化设计方式，积极应用建筑信息模型技术， 提高建筑领域各专业协同设计能力，加强对装配式建筑建 设全过程的指导和服务。政府投资的装配式建筑项目应全 过程采用建筑信息模型技术进行管理。鼓励设计单位与科 研院所、高等院校等联合开发装配式建筑设计技术和通用 设计软件。
3-基于BIM的装配式建筑设计软件PKPM-PC - 张晓龙
BIM技术与装配式设计流程相结合，推动装配式建筑进程。
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THANKS
键槽、粗糙面 边缘构件调整 竖向连接（套筒、浆锚、螺栓） 水平连接（封闭、搭接）
附件： 外叶板连接件
构造钢筋 预留洞口避让 与梁、板钢筋搭接 钢筋与埋件避让
免外模外架节点调整
灌浆孔
螺旋箍筋
预留孔洞
出气孔
待插入钢筋
混凝土试件
预埋钢筋
浆锚搭接
螺栓连接
套筒连接
连接方式一
连接方式二
装配式建筑深化设计流程：
模型 深化
模型 检查
加工 详图
构件调整 碰撞检查 构件编号
配筋调整 构件校核 拆分图纸
附件补充 构件详图
专业提资 材料统计
算量统计
模型检查
碰撞检查 & 参数校核
问题列表与模型关联，准确定位
构件验算
参数合理性检查 规范构造检查 短暂工况验算
脱模验算 吊装验算 重心验算 配筋验算 安全系数
6、构件加工
加工工艺 模台、模具 配件供应（套筒、灌浆料、门窗、栏杆） 干挂石材 运输 堆放 装卸保护
7、施工吊装
施工工艺（模板、脚手架） 场地堆放 运输条件 塔吊布置 人货梯、爬架、卸货平台
一体化设计
建筑、结构、机电设计综合
模型深化深度和精度满足生产
预制构件数据对接 生产进度状态反馈
数据同步
项目信息 构件信息 统计信息
......
补充数据
PKPM-PC
PKPM-BIM 协同服务器
PKPM装配式智慧工厂管理平台
4、小 结
小结
装配式《基础知识》模拟题
装配式《基础知识》模拟题一、单项选择题(共60题，每题1分。
每题的备选项中，只有1个最符合题意。
)1.下列选项有关装配式建筑组成系统的说法不正确的是（）。
A.结构系统B.外围护系统C.建筑系统D.内装系统2.在装配式建筑分类中，按结构材料划分不正确的是（）。
A.装配式混凝土建筑B.装配式钢结构建筑C.装配式组合结构建筑D.装配式骨料板框架结构3.下列选项中，关于装配式建筑的优点的描述不正确的是（）。
A.连接点“娇贵”B.提高建筑质量C.提高效率D.节约材料4.装配式建筑是指用工厂生产的预制（）在工地装配而成的建筑。
A.模块B.构件C.试件D.模具5.世界上最高的装配式混凝土住宅高度为（）。
A.206米B.208米C.207米D.205米6.装配整体式混凝土结构的主要连接方式为（）。
A.干连接B.湿连接C.干湿混合连接D.以上说法均不正确7.下列选项描述的是以柱梁为主要构件的框架结构体系的优点的是（）。
A.依靠手工加工B.成本高C.最大使用高度较高D.施工便利8.湿连接是装配式混凝土结构的主要连接方式，下列有关湿连接的选项不正确的是（）。
A.钢筋套筒灌浆B.浆锚搭接C.螺栓连接D.粗糙面与键槽9.下列选项关于装配式混凝土建筑设计原则中的集成化原则的描述正确的是（）。
A.装配式建筑设计应致力于集成化，如建筑、结构、装饰一体化，建筑、结构、保温、装饰一体化，集成式厨房，集成式卫浴，各专业管路集成化，采用整体收纳等。
B.装配式建筑设计必须精细。
设计精细是构件制作、安装正确和保证质量的前提，是避免失误和损失的前提。
C.装配式混凝土建筑设计应实行模数协调和标准化，如此才能实现部品部件的工业化生产，降低成本。
D.装配式设计应当与建筑设计同步，在设计前期就应开始。
10.下列选项中，描述的是装配式混凝土建筑结构设计中的拆分设计内容的是（）。
A.确定拆分界线B.建筑后浇带C.设计连接节点D.设计预制构件11.下列描述的内容不是钢结构建筑的有点的是（）。
装配式混凝土结构基于PKPM-BIM平台的设计应用
化 改 革 的重 要 举 措 ．而相 关 标 准 的统 一 ．建 筑 行业 设 计 体 系 的 完
、
概 述
在 我 国 现代 住 宅 建 筑 设计 过 程 中 ．混 凝 土 结 构采 用 的是 传统
Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ Ｂ Ｉ Ｍ 平 台 在 装 配 式 昆凝 土 结 构 上 的 应 用 改 变 了 传 统 二 维 图 设 计 模 式 局 限 性 ． 可 对 装 配 式 工 程 进 行 虚 拟 三 维 模
拟 达 到 节前控玮 Ｊ ｌ ＿
■ 臣
一
倾制装配式：二维图； Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ Ｂ Ｉ Ｍ ：三维模拟
二 、装 配 式 设 计 现 状
依 据 目前 国情 传 统 设计 院在 装 配 式 结 构 工程 上 大 部 分 是 以 “ 结 构 ” 为 龙头 流 程 的 应 用 ．它适 用 每 个 院 行情 且 结 构 模 型单 独 应 用单 独 设 计 ．这 是 它 最 大 的优 点 ．但 同 时 与其 他 专 业 的协 同性
势 针 对 装 配 式 整 体 混 凝 土 结 构 采 用 的 是 等 同 现 浇 结 构 没 计 横
ＤＯＩ ：１ ０ ． １ ６ １ １ ６ ／ ｊ 。 ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ ｓ ｋ ＿ ￣ ． ２ ０ １ ７ ． １ ５ ． ０ ０ ５
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Ｔｈ ｅ Ｓｐ ｅｃｉ ａ１ ＦＯ Ｃｕ ｓ
装 配式 混凝 土结构 基于 Ｐ ＫＰＭ－ＢＩ Ｍ平 台 的 设 计 应 用
朱磊’ 肖莉萍 郑 鹏
艾显书
１ ． 北京构 力禾 斗 技有限公 司深圳分 公司 ２ ． 江西大华工程造价咨询有限公 司
PKPM-BIM软件在装配式混凝土结构中的应用——以装配整体式混凝土框架结构为例
PKPM-BIM摘要装配式混凝土结构是近年来发展迅速的一种建筑结构形式，具有高效、节能、环保、高质量等优点。
本文以装配整体式混凝土框架结构为例，详细介绍了PKPM-BIM 软件在该结构中的应用。
通过PKPM-BIM 软件模拟装配整体式混凝土框架结构的建模、分析和设计过程，比较了该软件与传统方法在建模和设计方面的差异，分析了软件在实际工作中的应用效果。
结果表明，PKPM-BIM 软件可以准确快速地完成装配整体式混凝土框架结构的建模、分析和设计，具有高效、精准、节能、环保的特点和广泛的应用前景。
关键词：装配式混凝土结构，整体式混凝土框架结构，PKPM-BIM 软件，建模、分析和设计AbstractPrefabricated concrete structure is a rapidly developing form of building structure in recent years, with advantages such as high efficiency, energy saving, environmental protection and high quality. Taking the prefabricated integral concrete frame structure as an example, this paper introduces the application of PKPM-BIM software in this structure in detail. Through the simulation of PKPM-BIM software in the modeling, analysis and design process of prefabricated integral concrete frame structure, the differences between this software and traditional methods in modeling and design are compared, and the application effect of the software in practical work is analyzed. The results show that PKPM-BIM software can accurately and quickly complete the modeling, analysis and design of prefabricated integral concrete frame structure, with high efficiency, accuracy, energy saving, environmental protection and broad application prospects.Keywords: Prefabricated concrete structure, Integral concrete frame structure, PKPM-BIM software, Modeling, Analysis and design一、引言随着我国经济的快速发展，城市化和工业化程度不断提高，以及国家对建筑结构安全性和绿色环保的要求越来越高，建筑行业也迈向了装配式混凝土结构时代。
装配式建筑设计与PKPM-BIM在项目中的应用
山东同圆设计集团有限公司装配式建筑研究院建筑产业化项目全过程服务2017项目实践中铁城项目：建筑类别：高层住宅；结构形式：装配整体式剪力墙结构；预制构件种类：预制外墙、预制楼板、预制楼梯。
结构计算模型结构BIM模型计算模型与BIM模型模型互导：结构计算模型和结构BIM模型的互导可以避免重复建立模型，从而有效地降低设计人员的工作量。
PKPM计算软件PKPM-BIM标准层结构模型标准层结构拆分模型模型拆分：模型拆分操作简单，易于上手，符合设计习惯。
但是需要人工干预，对不理想的拆分进行修改。
拆分后BIM标准层模型PKPM-BIM模型拆分过程与之前用其他软件做拆分的最大区别是自动拆分，省去了构件建模后组装的过程。
易于操作、提供效率。
图1.PKPMBIM拆分模型图3.平面拆分施工图图2.滨河新居项目BIM拆分模型外墙板参数设置外墙板模型PKPM-BIM中预制构件参数可以人工干预修改，灵活程度高。
Revit外墙板模型Revit外墙板参数设置Revit预制构件建模过程复杂，需要专业建模人员。
Revit外墙板参数设置规则叠合板模型叠合板参数设置PKPM-BIM中预制构件参数可以人工干预修改，灵活程度高。
Revit叠合板模型Revit预制构件建模过程复杂，需要专业建模人员。
Revit叠合板参数设置规则Revit叠合板参数设置•PKPM-BIM共享库使用方便快捷.每个工程结束后会积累部分预制构件的种类，工程越多积累越多。
对预制构件的管理尤其重要。
•之前BIM构件库没有专门的管理程序，检索不便。
图1.外墙模型预制外墙的施工图一直是设计人员头疼的问题，工作量大，自动出图能有效的减少设计人员的工作量。
提高效率：减轻工作量60%-70%。
图2.钢筋模型图3.自动出图图4.材料表图5.剖面图图1.叠合板模型预制楼板项目多，数量大，需要考虑的问题也多，例如：拼缝处钢筋碰撞的问题，预留预埋位置等。
软件自动出图可以有效地解决以上问题。
3-基于BIM的装配式建筑设计软件PKPM-PC -
方案 设计
施工图 设计
深化 设计
PKPM-PC设计院版
PKPM-PC 基于BIM装配式建筑设计软件
主要内容
一、深化设计应用流程 二、预制构件一体化设计 三、PKPM-PC深化设计特点 四、小结
1、深化设计应用流程
装配式建筑深化设计流程：
模型 深化
模型 检查
加工 详图
构件调整 碰撞检查 构件编号
• ……
装配式拆分及深化设计
2、内置参数化构件库
内置几十种常见构件类型 常见附件可供选择
1、预制构件附件库
3、构件共享资源库
设计参数
允许设置 的参数
配筋参数 附件参数
企口做法 上下边距 墙板尺寸 连接做法 配筋形式 钢筋型号 钢筋排布
套筒
盒子
交叉
单排
2、自定义附件库
构件 入库
3、标准节点连接大样库
依托中建科技项目
- 中建机械 - 新大地 - 天津建科 Nhomakorabea- 廊坊凯博 - 山东万斯达
……
2、国外自动化设备通用数据格式导出 UniTechNik 数据格式输出
6、对接管理系统
Json 格式：
PC数据开放平台 – 对接管理系统
（设计、生产、施工管理）
开放Http API，设计数据一步接入下游应用 可扩展数据格式，满足不同使用场景用
企业共享资源 参数化构件库 标准化设计 构件入库
项目实践积累。
4、协同设计
多专业信息综合浏览
- 多专业协同 - 多人并行工作 - 避免设计变更冲突
5、预制构件接力加工生产
1、构件、钢筋信息分类提取
3、定义符合国内加工设备
PKPM-PC设计项目-剪力墙结构
PKPM-PC设计项⽬-剪⼒墙结构PKPM-PC设计应⽤流程----剪⼒墙结构本项⽬结构体系采⽤装配整体式剪⼒墙结构，预制构件类型包括预制墙板、叠合梁、叠合板、预制楼梯、预制阳台等；装配范围是4~16层。
本专业具体流程如下图所⽰：第⼀章⽅案设计1装配式基本模型本节主要介绍装配式剪⼒墙住宅项⽬中模型的创建过程以及为后期拆分深化准备需要对模型进⾏的相关调整以及补充⼯作。
1.1基于结构模型⽣成在PKPM-PC程序中，建⽴模型有三种⽅式。
第⼀种⽅式，由PKPM-BIM建筑模块模型转化⽣成结构模型，进⽽对模型进⾏补充及调整；第⼆种⽅式，在PKPM-PC程序中利⽤已有的建模界⾯菜单项完成整个模型的创建；第三种⽅式，由于设计院结构专业⼯程师对PKPM结构设计软件应⽤程度相对熟练，可采⽤将PM 建⽴好的模型导⼊到PKPM-PC程序中来。
第三种⽅式可以在很⼤程度上减少结构专业⼯程师对于模型创建及转化过程的处理，⾼质、⾼效的完成结构模型的⽣成。
本项⽬采⽤以上介绍的第三种⽅式，即PM模型导⼊⽣成PKPM-PC装配式设计分析以及拆分深化结构模型（图1、图2）。
启动程序后，点击“基本”选项卡“导⼊导出”⾯板中的“导⼊PM”⼯具，找到PM模型⽂件“剪⼒墙0.jws”导⼊到程序中来。
图 1 PM中显⽰的结构模型图 2 导⼊PKPM-PC中的结构模型导⼊到PKPM-PC程序中的模型，保留了原有PKPM软件中PM模块内的标准层及楼层映射关系，同时原有模型中施加的恒、活荷载也全部接⼒进来（图3）。
图 3 带有荷载信息的PKPM-PC楼层模型1.2模型调整及补充为⽅便模型拆分⽅案的有效确定，在指定预制构件前需要对现浇结构模型进⾏局部调整以及完善。
模型调整主要关注在两⼤类问题上：第⼀，设计模型的各构件之间连接节点是否唯⼀，这⼀点⾮常重要，决定着后续模型计算分析能否进⾏以及分析的准确性（图4）；第⼆，由于PKPM-PC程序对于构件拆分判断的需要，在指定预制构件前应对墙体和梁构件进⾏合并⼯作，被次梁打断的主梁以及⼀⽚墙上存在多个洞⼝的中间节点将被合并（图5）。
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一体化设计内容 （以墙为例）
装配式拆分及深化设计
1、模型及构件调整
构件外形：
外墙转角搭接 预制构件开槽 外立面表面造型 外饰面：石材砖面反打、干挂 线脚
防水、企口 滴水线槽 保温层 填充板
线脚处理
防水保温：
窗企口处理
其他：
倒角 免外模外架 窗框预埋
2、钢筋连接及避让
2、国外自动化设备通用数据格式导出 UniTechNik 数据格式输出
6、对接管理系统
PC数据开放平台 – 对接管理系统
Json 格式：
（设计、生产、施工管理）
开放Http API，设计数据一步接入下游应用
可扩展数据格式，满足不同使用场景用
预制构件数据对接 生产
检查
自动避让
避让规则 洞口加强
切断规则
交互修改
装配式建筑深化设计流程：
构件调整 配筋调整 附件补充 专业提资 算量统计
模型
深化
模型
检查
碰撞检查
构件校核
构件编号 加工 详图
拆分图纸
构件详图
材料统计
模型检查
碰撞检查 & 参数校核
问题列表与模型关联，准确定位
构件验算
参数合理性检查 规范构造检查 短暂工况验算 脱模验算 吊装验算 重心验算 配筋验算 安全系数
碰撞检查
构件校核
构件编号 加工 详图
拆分图纸
构件详图
材料统计
构件、配筋调整
附件 交互布置 配置总体设计 参数 形成现浇边缘 构件 预制墙拆分设 计 单元 参数修改 拆分设计阶段 局部调整阶段 出图/统计
构件
自动 拆分
局部 调整
出图 统计
钢筋
调整
机电管线及工艺预留预埋设计
8
预留预埋洞口避让
板洞钢筋避让
4、协同设计
多专业信息综合浏览
- 多专业协同 - 多人并行工作 - 避免设计变更冲突
5、预制构件接力加工生产
1、构件、钢筋信息分类提取 3、定义符合国内加工设备 （CAM）数据交换格式： 钢筋骨架格式确定； 钢筋骨架信息提取与拆分；
依托中建科技项目 - 中建机械 - 新大地 - 天津建科 - 廊坊凯博 - 山东万斯达 ……
6、构件加工
加工工艺 模台、模具 配件供应（套筒、灌浆料、门窗、栏杆） 干挂石材 运输 堆放 装卸保护
7、施工吊装
施工工艺（模板、脚手架） 场地堆放 运输条件 塔吊布置 人货梯、爬架、卸货平台
一体化设计
建筑、结构、机电设计综合
模型深化深度和精度满足生产 工艺条件前置 施工条件前置
建筑
结构
施工
提资 调整 校核
机电
加工
深化
装修
3、PKPM-PC深化设计特点
1、适应差异化
差异化设计
企业特色
地域特点
合作单位：
• 中建科技集团有限公司
• 上海中森建筑与工程设计顾问有限公司 • 长沙远大住工集团 • 黑龙江宇辉新型建筑材料有限公司 • ……
装配式拆分及深化设计
内置几十种常见构件类型 常见附件可供选择
吊件
脱模
计算公式
参数 构造 配筋
简化
装配式算量统计
材料清单 分类统计表： 构件分类统计 钢筋算量统计 附件统计
汇总
构件
构件
钢筋
装配式建筑深化设计流程：
构件调整 配筋调整 附件补充 专业提资 算量统计
模型
深化
模型
检查
碰撞检查
构件校核
构件编号 加工 详图
拆分图纸
构件详图
三、PKPM-PC深化设计特点 四、小结
1、深化设计应用流程
装配式建筑深化设计流程：
构件调整 配筋调整 附件补充 专业提资 算量统计
模型
深化
模型
检查
碰撞检查
构件校核
构件编号 加工 详图
拆分图纸
构件详图
材料统计
装配式建筑深化设计流程：
构件调整 配筋调整 附件补充 专业提资 算量统计
模型
深化
模型
检查
材料统计
自动生成全套的构件加工详图
• • • • 自动材料统计与编号； 图纸内容、布局可以配置； 基于BIM模型自动化生成各类图纸，包括构件加工详图； 保证模型与图纸的一致性。
交互剖面
2、预制构件一体化设计
预制构件一体化设计
目 标
工厂化生产
装配化施工
核 心
钢丝绳 吊点 重心 位置
预制构件
模板拉结 用螺母
基于BIM的装配式建筑设计软件
装配式建筑深化设计
李柏 高级工程师/BIM&PC产品经理
中国建筑科学研究院 北京构力科技有限公司
装配式建筑设计三个阶段
方案 设计
施工图 设计
深化 设计
PKPM-PC设计院版 PKPM-PC 基于BIM装配式建筑设计软件
主要内容
一、深化设计应用流程
二、预制构件一体化设计
2、内置参数化构件库
3、构件共享资源库
1、预制构件附件库
企口做法 设计参数 上下边距 墙板尺寸 连接做法
允许设置 的参数
配筋参数
附件参数
配筋形式
钢筋型号
钢筋排布
套筒
盒子
交叉
单排
2、自定义附件库
构件 入库
3、标准节点连接大样库
企业共享资源 参数化构件库 标准化设计 构件入库 项目实践积累。
连接方式一
连接方式二
3、机电预留预埋
管线定位 洞口预留 线盒、配电箱预埋 管线连接及预埋 线管开槽 开关插座 支架、吊架预埋
碰撞检查前
碰撞检查后
装配式拆分及深化设计
4、机电提资
1
设备提资检查
3
接收结果
2
提资列表
5、装修集成
装修连接件 安装固定件 设备连接紧固件 管线连接及预埋
加强 槽钢
剪力墙 现浇段
调节支撑用斜撑
俯视图
脱模兼斜撑用 预埋件
标准化 钢模板 预埋窗框 幕墙龙骨预埋件
建筑、结构、
机电设计综合
建 筑 结 构 加工工艺
施工工艺 施工组织
模型深化深度
和精度满足生产
机 电
装 修
配件供应 运输装卸
工艺条件前置 施工条件前置
校核：参数、规范、验算、工艺
一体化设计
接连： 窗下墙配筋
出气孔 预埋钢筋
键槽、粗糙面 边缘构件调整 竖向连接（套筒、浆锚、螺栓） 水平连接（封闭、搭接） 构造钢筋 预留洞口避让 与梁、板钢筋搭接 钢筋与埋件避让
螺旋箍筋 预留孔洞 灌浆孔
混凝土试件
附件： 外叶板连接件
待插入钢筋
浆锚搭接
螺栓连接
套筒连接
免外模外架节点调整
补充数据
PKPM-PC
PKPM-BIM 协同服务器
PKPM装配式智慧工厂管理平台
4、小 结
小
效率和质量；
结
提供参数化、智能化设计和调整工具，降低设计门槛，提高设计
围绕预制构件，提供一体化精细设计，满足设计、生产、装 配需要；
BIM技术与装配式设计流程相结合，推动装配式建筑进程。
38
THANKS