本文以高层住宅为载体，基于BIM技术对装配式建筑设计中若干关键技术进行分析研究。给出了基于BIM的多专业模型架构形式和协同过程提资方法，并开发出GDAD-PCMIS协同管理系统以满足多方协同的需求；开发了建筑平面套型模块，通过弹性模块与固定模块的组合形成多种建筑平面；提出基于链接功能的部品应用方法，以保证构件详图与三维模型的统一，并建立预制构件部品库，体现部品的可积累性；分析了装配式建筑的费用组成，探讨不同预制构件组合对经济效益的影响；开发预制率和装配率计算软件等辅助软件，提升装配式高层住宅设计效率。

本文以恒大岷江新城6#地块商业综合体为例，采用多种BIM软件交互式应用以及可视化编程的方法，研究了BIM技术在某商业综合体建筑性能化分析、结构设计与分析、装配式建筑深化设计各阶段中的应用，充分体现了BIM模型在分析与设计中的应用价值和广阔前景，为BIM技术在设计阶段的应用提供参考。

在装配式建筑中目前普遍采用的现浇梁柱节点施工难度大、施工周期长。本文提出了牛腿支撑加高强螺栓连接的干式连接梁柱节点。对实验模型施加低周复荷载，研究节点抗震破坏特征；进行数值分析研究节点的性能；考虑耗能减震技术对抗震性的提升。研究表明：本实验塑性铰出现在梁上，延性系数较好，抗震性能优于现浇节点。在牛腿上设置抗震阻尼器，数值分析表明，增加阻尼器可以形成耗能节点与装配式框架结构形成三道抗震防线，通过减震把“强节点”设计引向深入。

预制构件配筋设计是装配式建筑深化设计过程中的关键步骤，而现有的BIM平台预制构件深化设计软件难以满足实际使用需求。本文提出了一种新的预制构件建模方法，同时在钢筋设计标准化的基础上与面向对象的软件开发方法相结合，研发了一款基于Revit软件的预制剪力墙构件配筋设计软件，并且在工程实践中获得了应用验证。

近年来装配式迎来了爆发式的发展，一是由于装配式技术的革新，二是国家政策层面上的大力扶持，推动建筑业的转型。全国各地相继推出了装配式的相关政策，鼓励装配式建筑的发展。与其相对应的，各地也相继发布装配式建筑评定的标准来帮助实现相关政策的落地，其中对于装配率的判定是其中最重要的部分。PKPM-PC也在近年陆续推出了适应各地政策的装配率计算功能。

目前我国建筑业迫切需要向工业化、信息化、智能化转型发展，而装配式建筑和BIM技术一体化人才的严重匮乏已经成为行业发展的瓶颈。针对现有装配式建筑理论教学和实践教学的不足，结合以学习成果为导向的OBE教育理念和行业需求，构建了设计、生产、施工一体化的装配式建筑BIM实践教学目标，采用CDIO工程教育模式和案例驱动法，建立了装配式建筑BIM一体化实践教学框架。通过教学案例分析和学生反馈证明：该实践教学体系可有效地弥补装配式建筑理论教学的不足，显著提高学生运用BIM技术解决装配式建筑设计、生产、施工一体化的综合能力。

近年来, 我国积极探索以装配式建筑为抓手的新型建筑工业化建造方式。在传统生产管理模式下, 由于装配式建筑全过程建造各阶段的工作管理与协作信息的交互错误率高、效率低、集成性差, 故建筑安全质量将难以保障。装配式建筑具有“标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用”等特点, 本文基于装配式建筑特点, 从装配式建筑的设计、生产、施工的各环节作业及管理流程出发, 研究提出了一套在EPC总承包模式下基于BIM技术的更为及时、准确、高效、规范的数字化建造与信息化管理方法。

装配式建筑因其施工方便、绿色环保等优点被大力推广。吊装作业作为装配式建筑施工过程的关键环节，其涉及的安全管理要素多且关系复杂。目前的吊装安全风险管理方法仍存在智能化水平低、预测精确度无法保证、安全管理要素无法实时控制等问题。针对以上吊装安全风险管理问题，本文将数字孪生概念引入吊装安全风险管理领域，分析了吊装安全风险诱发因素，搭建了面向吊装安全管理的数字孪生框架，阐述了数字孪生模型的运行机制。同时，针对数字孪生建模这一关键问题，提出物理吊装过程、虚拟吊装过程、虚实信息交互的建模方法，并在某项目中进行实际应用，验证了方法的有效性，为数字孪生在吊装安全风险管理方面的应用提供了理论支撑与技术支持。

针对传统检测方法无法满足装配式建筑质量精度检验要求的问题，本文提出了一种基于点云模型的装配式建筑预制构件几何尺寸自动化提取方法。首先利用建筑结构空间位置关系及几何特点将典型预制构件点云从整体建筑点云中分割；对构件点云进行特征提取实现尺寸信息的测量；通过求取拟合平面法向量与垂直方向单位向量的夹角检测墙体的垂直度；利用点云切片提取柱中轴线来检测柱体的垂直度；再通过各点到拟合平面的中误差来表示板面平整度。研究以某装配式建筑施工现场采集的点云数据为例，对预制构件点云数据进行离群点剔除与切分，实现点云数据特征自动化提取和测量，测量精度均在95%以上，验证了方法的可行性和有效性。为实现典型预制构件的自动分割、尺寸测量以及参数化管理提供基础。

为改进目前预制装配式建筑预制率手工计算存在效率低下、误差加大的问题，本研究利用建筑信息模型BIM技术，通过对Revit软件的二次开发，实现了对基于BIM模型的预制装配式混凝土建筑(Precast Concrete，简称PC)预制构件工程量的自动统计和预制率的自动计算，验证了基于Revit平台计算PC建筑预制率的可行性。利用本文的二次开发成果，通过不同构件预制率的动态选择组合，可以估算建设成本，进而选择成本可接受范围内的预制方案，增加经济效益，为决策者制定预制方案提供决策依据。