文/天津市建筑設(shè)計院 孫曉翔 閻子鑫

孫曉翔，天津市建筑設(shè)計院BIM設(shè)計中心助理工程師

閻子鑫，天津市建筑設(shè)計院BIM設(shè)計中心高級工程師

1 項目概況

盛辰花園小學(xué)項目位于天津市北辰區(qū)，建筑用地面積15000m2。教學(xué)樓為4層，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)使用年限為50年。部分樓梯間通至屋頂，受場地面積限制，為滿足日照及其他規(guī)范要求，學(xué)校布局采用“工”字形，如圖1所示。

圖1 盛辰花園小學(xué)項目效果

2 BIM技術(shù)應(yīng)用

2.1 項目亮點

工程建設(shè)行業(yè)正經(jīng)歷建筑信息模型（BIM）技術(shù)的變革，結(jié)構(gòu)建模作為BIM的重要組成部分，在整個建筑工程設(shè)計中占重要地位。就BIM應(yīng)用現(xiàn)狀而言，結(jié)構(gòu)BIM模型和力學(xué)計算分析一直是整個信息鏈中脫節(jié)的一環(huán)。

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計采用YJK-Revit軟件解決了結(jié)構(gòu)專業(yè)在BIM應(yīng)用中的難題，實現(xiàn)了YJK模型和Revit模型數(shù)據(jù)雙向互通。轉(zhuǎn)換程序內(nèi)置與結(jié)構(gòu)計算模型截面一致的Revit參數(shù)族，接口在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時自動匹配族類型，智能處理連接關(guān)系。本工程依賴于YJK影子模型實現(xiàn)結(jié)構(gòu)施工圖繪制，并實現(xiàn)施工圖改筋、鋼筋統(tǒng)計及三維鋼筋聯(lián)動。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，有效利用BIM技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，并與各專業(yè)實時協(xié)同。結(jié)構(gòu)設(shè)計流程如圖2所示。

1）首先在Revit中根據(jù)方案確定的標(biāo)高、軸網(wǎng)及平面布置情況初步搭建結(jié)構(gòu)模型。

2）通過軟件關(guān)聯(lián)接口，將Revit模型中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件導(dǎo)入結(jié)構(gòu)計算軟件中；根據(jù)工程情況，在計算軟件中完善荷載布置、構(gòu)件屬性、定義地震參數(shù)等設(shè)計信息并進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算；依據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合配筋及各工況下地震信息，修改并優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置；再通過數(shù)據(jù)接口將修改后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件實時更新到Revit結(jié)構(gòu)模型中，進(jìn)行后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)實時協(xié)同。

3）將前期處理信息中設(shè)置的信息（如特殊構(gòu)件定義、構(gòu)件計算長度信息、活荷載折減信息等）導(dǎo)入Revit模型中，用族實例參數(shù)方式寫入構(gòu)件中，進(jìn)一步完善Revit模型結(jié)構(gòu)設(shè)計深度（見圖3）。

圖2 結(jié)構(gòu)設(shè)計流程

圖3 主體結(jié)構(gòu)三維內(nèi)力

4）通過數(shù)據(jù)中心讀取計算分析數(shù)據(jù)，根據(jù)本工程設(shè)置參數(shù)完成配筋設(shè)計，并生成模板、梁、柱、墻、板等施工圖。其中，模型配筋信息通過共享參數(shù)的方式記錄在定制的構(gòu)件族中，然后通過標(biāo)記族顯示，實現(xiàn)構(gòu)件配筋信息和文字標(biāo)注的聯(lián)動性且圖模一致。

5）通過定義施工圖總體信息與配筋信息，生成梁、板、柱、墻三維實體鋼筋，直觀表現(xiàn)構(gòu)件節(jié)點中鋼筋排放，方便指導(dǎo)施工（見圖4）。

6）各專業(yè)間采用鏈接文件方式協(xié)同工作，專業(yè)內(nèi)部采用中心文件方式協(xié)同工作。專業(yè)間通過協(xié)同設(shè)計、碰撞檢查等提高設(shè)計效率和設(shè)計準(zhǔn)確性。

7）利用Revit鋼筋統(tǒng)計功能，對梁、板、柱、墻等主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件用料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計算量和結(jié)構(gòu)施工算量，便于設(shè)計人員控制工程成本（見圖5）。

3 結(jié)語

本 工程以YJK-Revit三維協(xié)同設(shè)計平臺為支撐，通過“三維設(shè)計、二維表達(dá)”的方式，貫穿全專業(yè)建模、設(shè)計、計算、出圖、應(yīng)用BIM設(shè)計全過程，實現(xiàn)BIM正向設(shè)計。

BIM正向設(shè)計是在模型建立過程中，將圖紙中所有信息反映到模型中，并結(jié)合自身經(jīng)驗判斷節(jié)點是否合理，現(xiàn)場施工能否實現(xiàn)，從而將圖紙問題和施工難題在設(shè)計建模階段予以解決，確保后期施工經(jīng)濟(jì)性和流暢性。

BIM正向設(shè)計不僅能讓管理人員快速了解建筑功能、結(jié)構(gòu)空間和設(shè)計意圖，而且任意的模型剖切使復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)一目了然。因此BIM正向設(shè)計將是設(shè)計院未來發(fā)展的方向。

圖4 局部三維實體鋼筋

圖5 鋼筋量統(tǒng)計示例