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目前预制深化设计存在一些缺陷。针对传统设计软件的不足，利用Allplan 3D结构深化软件创新性地进行了PC机组件的深化设计，并应用于“世界外国语学校宿舍楼”项目。结果表明，Allplan在深化设计方面具有许多优势，如提高专业之间的合作程度、提高深化设计的效率、提高零部件的生产质量等。
1。[制造技术发展概述/s2/]
1.1组装建筑的特性分析
目前，对于装配式结构，《装配式混凝土结构技术规范》(JGJ1—2014)等相关规范中提到了“等效现浇”的概念。事实上，传统建筑和装配式建筑在设计理念和施工工艺上有很大差异，尤其是节点连接方式和施工工艺[1]。与传统建筑相比，预制建筑具有巨大的经济、技术和环境优势:①可以大大提高建筑质量；(2)提高施工效率，缩短工期[2】；(3)有效节约建筑材料、节能减排；(4)提高工人的生命安全。
1.1.1 提升建筑质量装配式建筑不能简单地理解为施工工艺的革新，它是整个设计流程、管理模式、运维方式等的改变。与传统模式不同，装配式深化设计必须高精度、高协同化，才能保证构件生产准确无误。同时，构件采用机械化、自动化生产模式，大幅提升构件生产质量，进一步升建筑整体品质。1.1.2 提升施工效率，缩短工期预制构件生产是一种集约式的管理模式，其机械化程度高，并全面实现自动化、智能化，极大地改善了以往粗放式的生产方式，进而提高生产效率[3]。此外，工厂生产不受外界环境的约束，大部分生产工作由传统的室外转向室内。1.1.3 节约建材，节能减排对比传统建筑业，装配式建筑可有效节约建筑材料，节能减排：①减少磨具材料消耗，可节约用量约50%；②可大幅避免工业垃圾的生成，减幅达50% ～ 80%[4]；③通过合理设计和施工的装配式混凝土结构比现浇混凝土结构节约55% 的混凝土和40% 的钢筋用量，还可促进废旧建筑原料的再利用1.2限制装配式深设计发展的关键因素。1.1.4 提高工人生命安全保障由于装配式建筑的工厂化生产，现场施工人员大幅减少，高空及外脚手架施工作业减少，使事故发生的概率大大降低，从而提高了对工人生命安全的保障；同时，工厂工人及现场工人更加稳定，提高了队伍的专业素养，使得安全培训的有效性更强[4]。[5]
装配式结构设计的本质在于不同专业之间的协同设计。不同于传统的设计理念，装配设计需要不同类型的工作之间的密切合作。从方案阶段到施工图阶段，再到构件生产加工阶段，需要专业设计人员的通力合作，才能保证装配工程的顺利进行。
然而，目前国内装配设计仍处于相对广泛的阶段，主要集中在以下几点。
（1）结构专业内部的相互碰撞以及与水、电、暖等其他专业之间的碰撞。常规的装配式结构设计仍依赖于二维平台设计，无法对构件实施三维模拟拼装和各专业间的碰撞检查，造成PC 构件无法顺利装配，机电管线无法按设计要求布置，从而造成不必要的经济损失及额外工作量。（2）施工精度要求提高。传统建筑施工工艺误差往往以厘米计算，而装配式工程以毫米精度控制。构件生产加工及现场吊装施工均需要在高精度控制下完成，否则构件将无法顺利拼装。（3）设计工作量成倍增长，校核工作繁琐复杂。常规装配式结构深化设计基于二维平台，并根据施工图对预制构件进行深化设计，致使该工作量往往是传统施工图设计的10 倍左右，且带来的施工图校核工作量也同步大幅增加，造成设计效率较低。（4）工程设计数据的传递相对落后。装配式结构深化设计需注重各专业间的协同合作，只有专业间紧密配合，才能保证项目的顺利开展。然而，常规的深化设计流程大多基于二维平台，信息的传递主要依靠图纸相互审阅，信息传递的工作效率较低，且无法保证信息的完整性。（5）在预制构件的设计、生产、运输及运维全过程中，合理的构件拆分是做好深化设计工作的关键。然而，传统的二维设计平台在深化阶段无法充分考虑构件的可生产性、可运输性、可吊装性及可安装性[6]。1.3基于的三维装配式结构深化针对传统预应力混凝土深化设计过程专业协调困难、工作效率低、施工精度达不到[7]要求的缺点，奈米塞克工程有限公司专门开发了预制结构深化设计软件——全平面预制。同时，该软件也是一个开放的BIM平台，可以将设计、评估和组件处理阶段的各种设计元素转化为三维信息模型。
在工程应用过程中，不仅可以克服传统装配式结构深化设计过程中遇到的技术难题，还可以提高上游设计与下游生产建设的紧密联系。在组装式深化设计中，Allplan具有以下特点。
（1）Allplan 改变了传统的二维设计思路，直接将设计结果以三维视角直观地呈现在设计师、施工单位等各参与方眼前，在构件生产、吊装前即可进行构件的实体预拼装，方便设计师与施工人员及时针对施工现场可能会发生的技术难题进行商讨解决，大大提高施工效率。（2）在装配式建筑中，Allplan 为各专业设计人员提供有利的平台，方便不同工种的协同合作；提高专业间的配合紧密度，进而保证构件生产与设计高度一致。（3）在确保模型准确无误的前提下，Allplan 软件可一键生成构件加工图纸，大大减少设计师在后期绘图的工作量，同时还可保证图纸与模型、图纸与构件的一一对应，确保构件生产的准确性，提高整个设计流程的工作效率。2。深化软件Allplan在“世界外国语学校宿舍楼”项目中的应用2.1项目概述“世界外国语学校宿舍楼”项目(以下简称“宿舍楼”项目)位于上海市青浦区许婧虹桥商务区核心区17-04栋，总建筑面积约48，000 ㎡。其中宿舍楼为6层多层建筑，层高为4.5m，建筑面积为9516 ㎡,采用装配式整体框架结构体系。根据上海市相关政策和要求，单体预制率不得低于30%。根据建筑功能的要求和结构的安全可靠性，整个建筑的结构构件分为预制框架梁、预制楼板和预制楼梯。据混凝土消耗量统计，单次预制率达到30%，满足土地出让要求。
2.2基于Allplan软件的电脑组件深化设计2.2.1 Allplan 在处理专业间相互碰撞问题中的应用（1）在装配式结构深化过程中，最大的问题是构件深化统统都在二维平台进行工作，无法展现出施工现场构件吊装、拼装的过程，继而无法检查出构件在节点区是否可以顺利拼装，是否存在钢筋碰撞等问题。在“宿舍楼”项目中，利用Allplan 软件进行构件的三维实体建模，根据结构施工图的配筋参数，按照相关图集及规范，进行钢筋的实体三维放样，保证每一根构件、每一根钢筋均与构件加工厂的生产标准一致。三维视图中，可直观地反映出节点区的三维碰撞，以便让辅助设计师及时作出调整，避免碰撞，保证构件可以顺利吊装，梁柱节点区钢筋亦可通过三维弯折进行有效避让（图1）。工程中的BIM应用
（2）由于预制构件是由预制构件厂按照深化图纸直接加工制作并运输至现场进行吊装，因而运送至现场的构件必须是包含各专业的。这就导致在深化设计阶段必须考虑其他专业与结构专业的碰撞问题，否则构件一旦生产错误，将造成较大的经济损失。在“宿舍楼”项目中，此类问题主要体现在预制叠合板上的管线走位及管道洞口预留方面。利用Allplan 三维实体建模，将涉及到预制构件的机电管线、管道洞口等直接根据施工图纸在三维模型中体现，直观地反映出管线走位与结构梁板的相对位置关系，在模型中进行调整，避免专业间的碰撞，保证预制构件与非预制构件在机电等其他专业的整体一致性。根据给排水专业提供的资料，对于将洞口直接布置到预制板上这一要求，软件不仅可实现对洞口是否与桁架筋相互碰撞的检查，而且针对洞口对板底分布筋的影响，软件亦可完成对结构是否需要采取相应补强措施的检查任务（图2）。2.2.2 Allplan 在参数化建模中的应用工程中的BIM应用
在智能部件模块中，标准组件的参数化定义只能通过“对话框”中的简单语言编程来完成。在“宿舍楼”工程中，主要进行预制组合梁的参数化建模。预制组合梁的参数定义只能通过在“对话框”中写入预制组合梁的标准参数来完成，如梁的几何尺寸、钢筋信息、混凝土等级等。如图4所示，使用由智能零件模块创建的标准预制组合梁模型和相应的钢筋模型。在建模过程中，可以循环调用标准构件模块，只需修改相关参数即可导出相应的预制构件，大大缩短了建模时间。此外，智能零件(SmartPart)参数化模块不仅可以用于框架结构中梁、板、柱的参数化设计，还可以用于住宅外墙(开窗外墙、开门外墙)或实体剪力墙的参数化设计，从而大大提高装配式住宅建筑深化设计的工作效率。工程中的BIM应用
2 . 2 . 3 ALL PLAN在数据传输中的应用基于BIM技术的可视化、协调性和仿真特性，确保所有专业设计师在三维视觉环境中协同工作，通过真实的仿真构建提前发现可能的问题。因此，基于数据的BIM技术是[8]装配式建筑进一步设计的关键。在“宿舍楼”工程中，其他专业和施工单位需要根据结构深化模式进行相应调整，并制定相应的施工方案。使用国际金融公司的数据格式，制作的分割模型可以从软件中导出并转换成国际金融公司的数据格式文件。其他专业设计师可以在外部BIM平台(如Autodesk Revit)中查看和深化必要的设计。此功能确保原始数据的真实性和完整性。在Allplan软件中，IFC数据格式打破了装配式建筑设计中不同专业之间的壁垒，确保了装配式建筑工程中建筑与结构的充分结合与协调。在协调过程中，PC机结构工程师可以直接与建筑师充分讨论模型的某个问题，并制定相应的处理方案，从而深化PC机在方案设计阶段的干预，大大提高后期的工作效率。此外，IFC数据格式不局限于从建筑专业导入PC机结构专业的功能，还可以将结构加固模型转换成IFC数据格式文件并导入到建筑模型中，从而实现了所有专业信息化模型的有机整合，解决了各专业之间的相互冲突问题，进一步保证了构件制造的准确性，避免了不必要的经济损失。
2.2.4 Allplan 在构件后期制作中的应用在组装式深化设计中，构件深化图往往是常规工程深化图的5 ~ 10倍，工作量巨大。如果每个预制构件单独绘制，不仅浪费人力和物力，而且不能保证图纸的准确性。在深化设计阶段的后期，Allplan软件可以根据钢筋预制构件模型，通过多个相互校对的模型，一键生成构件加工图。图纸不仅包括构件的物理和几何参数，还包括与结构施工图一致的构件钢筋信息和详细的钢筋下料清单。此外，由软件导出的部件加工图包括水、电、热的设计信息。在后期的构件制造过程中，构件工厂可以根据导出的构件深化图直接进行构件生产。
Allplan的这一功能确保了组件信息的完整性，并避免了因设计元素变化而导致的组件制造返工。图5和图6分别示出了设计者根据实际施工图在Allplan软件中创建包含各种专业信息的三维构件实体模型和钢筋模型，并基于该模型使用软件直接生成构件加工图的过程。构件加工厂可根据加工图纸对构件进行工厂化生产，并将构件运输至施工现场进行组装。图7显示了制造完成后现场各种部件(预制复合板、预制组合梁、预制楼梯和预制梁)的吊装。
工程中的BIM应用
工程中的BIM应用
工程中的BIM应用
3。Allplan 3d结构深化软件在“世界外国语学校宿舍楼”项目中的应用表明，Allplan在装配结构深化设计过程中具有极高的优势，这不仅可以提高设计人员的工作效率，还可以保证设计人员与制造商之间的紧密联系，保证零部件的生产质量。但是，软件本身仍然存在一些不足，主要是在项目的管理和运营方面:4D(3D+时间)/5D(3D+时间+成本)模拟过程是一个动态过程，可以作为动态控制整个施工过程的有效工具，进一步提高项目施工的效率和效益[9]。然而，该软件目前无法基于PC机深化模型进行动态管理，也无法提供相应的可视化管理平台。
此外，在组装式深化设计中，当面对各种形状复杂、高度协调的预制构件时，使用BIM技术将预制构件转换成操作更灵活的参数模型尤为重要[10]。Allplan软件中的智能部件模块已经初步验证了这一观点。希望在项目的后期，能够获得更多的用户体验，提高Allplan在项目中的应用。
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