黃 雷 劉 萍 何瑋明

（1.南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西南寧 530000；2.廣西建工積健建材制造有限公司 廣西南寧 530000）

我國(guó)目前的工程建設(shè)項(xiàng)目中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍然占有較高的比例。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋占據(jù)總成本的30%—40%。目前鋼筋的生產(chǎn)加工大部分仍然采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)分散加工模式。這種模式，難以對(duì)鋼筋的生產(chǎn)加工進(jìn)行有效的全過(guò)程信息化跟蹤與管理，難以有效保證最終應(yīng)用在建筑工程中的成型鋼筋質(zhì)量，且造成鋼筋的較高損耗率（3%—5%）。發(fā)展新型的信息化、工廠化集中式鋼筋加工和配送模式，是建筑工業(yè)化、構(gòu)件裝配化、施工綠色化的必由之路。我校合作企業(yè)廣西建工積健建材制造有限公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)之一就是成型鋼筋的信息化、工廠化加工與配送。因此，該企業(yè)對(duì)我校提出了建設(shè)工程管理專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)的需求：掌握傳統(tǒng)鋼筋翻樣與下料基礎(chǔ)知識(shí)和技能；掌握利用BIM 技術(shù)進(jìn)行鋼筋建模技能；掌握將鋼筋加工信息傳遞到信息化鋼筋自動(dòng)加工平臺(tái)所需的計(jì)算機(jī)軟硬件及網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)與技能；掌握信息化、工廠化成型鋼筋加工與配送的管理流程。根據(jù)企業(yè)需求，我們對(duì)“鋼筋翻樣與下料”這門課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一些創(chuàng)新和實(shí)踐。以下將以剪力墻鋼筋翻樣與下料的教學(xué)為例，突出以建筑信息化為基礎(chǔ)的復(fù)合型崗位能力培養(yǎng)。

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

了解剪力墻的構(gòu)成、邊緣構(gòu)件類型，熟悉并掌握剪力墻平法施工圖的表示方法，熟悉并掌握邊緣構(gòu)件類型為構(gòu)造邊緣暗柱的剪力墻鋼筋構(gòu)造，理解并掌握其余邊緣構(gòu)件類型的剪力墻鋼筋構(gòu)造。

（二）能力目標(biāo)

通過(guò)剪力墻平法施工圖表示方法及邊緣構(gòu)件類型為構(gòu)造邊緣暗柱的剪力墻鋼筋構(gòu)造的學(xué)習(xí)，能夠讀懂圖紙，并根據(jù)設(shè)計(jì)及圖集規(guī)定，將鋼筋用BIM 技術(shù)正確翻樣出來(lái)，填寫B(tài)IM智慧鋼筋翻樣平臺(tái)，導(dǎo)出下料表。同時(shí)在學(xué)習(xí)中獲得舉一反三的通學(xué)能力，能夠讀懂其余邊緣構(gòu)件類型的剪力墻鋼筋構(gòu)造并進(jìn)行翻樣。

（三）素養(yǎng)目標(biāo)

通過(guò)識(shí)圖與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)行事的職業(yè)素養(yǎng)，務(wù)實(shí)肯干、堅(jiān)持不懈、精雕細(xì)琢的工匠精神，利用現(xiàn)代建筑信息模型技術(shù)（BIM 技術(shù)）更好地完成專業(yè)工作的數(shù)字素養(yǎng)。

二、任務(wù)型教學(xué)方法

為了把學(xué)習(xí)目標(biāo)更加具象化，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，我們根據(jù)企業(yè)提供的真實(shí)項(xiàng)目施工圖紙，設(shè)計(jì)了對(duì)其中某個(gè)具體剪力墻的鋼筋進(jìn)行翻樣與下料的任務(wù)。

任務(wù)具體步驟如下：

（一）結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)施工鋼筋排布規(guī)則與構(gòu)造詳圖（現(xiàn)澆混凝土框架、剪力墻、梁、板）》18G901-1 標(biāo)準(zhǔn)圖集（以下簡(jiǎn)稱18G901-1 標(biāo)準(zhǔn)圖集）進(jìn)行圖紙識(shí)讀；

（二）歸納總結(jié)構(gòu)件鋼筋翻樣的已知條件；

（三）用BIM 技術(shù)進(jìn)行三維可視化鋼筋翻樣建模；

（四）填寫B(tài)IM 智慧鋼筋翻樣平臺(tái)；

（五）上傳一線下料系統(tǒng)并導(dǎo)出下料表。

三、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）剪力墻鋼筋翻樣需要用到的必要數(shù)據(jù)和信息

1.根據(jù)18G901-1 標(biāo)準(zhǔn)圖集，剪力墻鋼筋翻樣需要用到的必要數(shù)據(jù)如下：

（1）剪力墻豎向鋼筋翻樣需要：抗震等級(jí)，邊緣構(gòu)件類型，層高，邊緣構(gòu)件豎向鋼筋直徑與種類，豎向分布鋼筋直徑、間距及種類，混凝土強(qiáng)度等級(jí)，鋼筋連接方式，混凝土保護(hù)層厚度。

（2）剪力墻水平分布鋼筋翻樣需要：墻身形狀與尺寸，水平分布鋼筋直徑、間距及種類，邊緣構(gòu)件形狀與尺寸。

（3）剪力墻箍筋、拉筋翻樣需要：箍筋與拉筋的形狀、直徑、間距及種類。

（4）其他需要：該剪力墻是否有非邊緣暗柱、暗梁或邊框梁。

2.結(jié)合18G901-1 標(biāo)準(zhǔn)圖集和施工圖紙歸納剪力墻鋼筋翻樣的已知條件如下：

（1）鋼筋連接方式采用綁扎搭接，最小混凝土保護(hù)層厚度。

（2）剪力墻邊緣構(gòu)件類型為構(gòu)造邊緣構(gòu)件；層高；混凝土強(qiáng)度等級(jí)；墻厚；分布鋼筋排數(shù)、等級(jí)、直徑、間距；拉筋等級(jí)、直徑、間距、布置方式。

（3）構(gòu)造邊緣構(gòu)件GBZ1 和GBZ13，豎向配筋的等級(jí)、數(shù)量與直徑；箍筋和拉筋的等級(jí)、直徑、間距。

（二）鋼筋BIM 翻樣建模

鋼筋建模采用Autodesk Revit2017 版（以下簡(jiǎn)稱Revit）BIM 建模軟件。由于剪力墻水平鋼筋、箍筋及拉筋的尺寸會(huì)受到豎向鋼筋具體排布的影響，因此應(yīng)該先進(jìn)行剪力墻豎向鋼筋（包含邊緣構(gòu)件豎向鋼筋和墻身豎向分布鋼筋）的翻樣建模，在剪力墻構(gòu)件BIM 模型中排布好豎向鋼筋后，再依靠BIM 模型對(duì)其余鋼筋進(jìn)行精確翻樣建模。以下是鋼筋BIM 翻樣建模的具體過(guò)程和步驟：

1.剪力墻邊緣構(gòu)件豎向鋼筋翻樣。a.確定剪力墻豎向鋼筋的實(shí)際混凝土保護(hù)層厚度（最小厚度取30mm＞20mm）；b.根據(jù)鋼筋連接方式（搭接），計(jì)算搭接長(zhǎng)度llE 和接頭凈間距0.3llE；c.根據(jù)接頭搭接率的要求，確定剪力墻邊緣構(gòu)件不同種類豎向鋼筋實(shí)際翻樣長(zhǎng)度。根據(jù)上述條件創(chuàng)建直徑、長(zhǎng)度和材質(zhì)均可調(diào)整的直線型參數(shù)化鋼筋BIM 模型。

2.剪力墻豎向分布鋼筋翻樣。剪力墻豎向分布鋼筋翻樣與邊緣構(gòu)件豎向鋼筋類似，之前創(chuàng)建的直線型參數(shù)化鋼筋BIM模型可適用于此類豎向鋼筋，不需要另外創(chuàng)建。

3.為了獲得剪力墻水平分布鋼筋的長(zhǎng)直段精確翻樣長(zhǎng)度，需要利用直線型參數(shù)化鋼筋BIM 模型創(chuàng)建剪力墻所有豎向鋼筋布置好后的BIM 模型。

4.剪力墻水平分布鋼筋翻樣。a.確定剪力墻水平分布鋼筋有兩種，分別是兩端90°彎鉤同向和反向；b.剪力墻水平分布鋼筋兩端90°彎折后的直段長(zhǎng)度；c.確定鋼筋彎鉤與彎折的彎弧內(nèi)直徑；d.由于剪力墻水平分布鋼筋其長(zhǎng)直段尺寸受邊緣構(gòu)件端部豎向鋼筋的具體位置影響，比較難精確計(jì)算，因此，可以通過(guò)剪力墻豎向鋼筋布置BIM 模型直接量取其精確長(zhǎng)度。根據(jù)上述條件創(chuàng)建直徑、各段長(zhǎng)度、材質(zhì)及端部90°彎鉤方向等均可調(diào)整的參數(shù)化鋼筋BIM 模型。

5.為了獲得剪力墻箍筋和拉筋的精確尺寸，需要先創(chuàng)建剪力墻豎向鋼筋和水平分布鋼筋都布置好的BIM 模型。

6.箍筋和拉筋翻樣。a.確定箍筋和拉筋135°彎折后的直段長(zhǎng)度；b.確定鋼筋彎鉤的彎弧內(nèi)直徑；c.由于箍筋和拉筋的各部分尺寸受其他鋼筋的具體位置、是否有連接、連接形式等眾多因素影響，精確計(jì)算難度較大，因此，可以通過(guò)剪力墻豎向鋼筋和水平分布鋼筋BIM 模型虛擬翻樣獲得其精確尺寸。根據(jù)上述條件創(chuàng)建直徑、各段長(zhǎng)度和材質(zhì)等均可調(diào)整的參數(shù)化鋼筋BIM 模型。

7.利用上述剪力墻各類鋼筋BIM 模型組裝出布置完整的剪力墻鋼筋BIM 模型。通過(guò)此模型可非常方便、直觀、準(zhǔn)確地檢查鋼筋翻樣是否有誤。

（三）填寫上傳BIM 智慧鋼筋翻樣與下料平臺(tái)

將此剪力墻鋼筋翻樣數(shù)據(jù)和信息，通過(guò)專門的軟件和網(wǎng)絡(luò)傳遞給與企業(yè)的鋼筋自動(dòng)加工生產(chǎn)線相匹配的翻樣與下料平臺(tái)。最后，還可將數(shù)據(jù)和信息導(dǎo)出到Excel 表格。

（四）企業(yè)信息化、工廠化鋼筋翻樣與下料工作流程如圖1 所示。

圖1 企業(yè)智慧鋼筋翻樣與下料工作流程

結(jié)語(yǔ)

以上剪力墻鋼筋翻樣與下料的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)設(shè)計(jì)，是從企業(yè)對(duì)高職建設(shè)工程管理專業(yè)復(fù)合型人才的需求出發(fā)進(jìn)行的創(chuàng)新。創(chuàng)新點(diǎn)主要有如下幾項(xiàng)：

（一）教學(xué)內(nèi)容融入了企業(yè)生產(chǎn)管理所需的BIM 鋼筋翻樣建模、鋼筋翻樣下料數(shù)據(jù)信息傳遞給BIM 鋼筋翻樣與下料平臺(tái)等傳統(tǒng)鋼筋翻樣與下料教學(xué)所沒(méi)有的新內(nèi)容。

（二）以BIM 建模代替?zhèn)鹘y(tǒng)CAD 繪制鋼筋大樣圖。這是利用BIM 技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行虛擬建造、虛擬仿真的典型案例。BIM建模不僅可以對(duì)任意鋼筋個(gè)體進(jìn)行虛擬仿真，還可以對(duì)任意構(gòu)件的復(fù)雜鋼筋布置進(jìn)行非常完整、真實(shí)的虛擬建造。這樣做的好處是，不僅可以向?qū)W生清晰地表達(dá)鋼筋復(fù)雜、多樣的幾何形狀與空間位置關(guān)系，還能解決某些鋼筋自身尺寸受其他鋼筋的具體位置、連接方式等眾多因素影響而難以精確計(jì)算的難題，使鋼筋翻樣真正做到所見(jiàn)即所得、所見(jiàn)即所需。

（三）整個(gè)鋼筋翻樣與下料過(guò)程均采用了計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件進(jìn)行處理，盡量避免了因人為因素造成的鋼筋翻樣數(shù)據(jù)信息的錯(cuò)誤及損失。

（四）整個(gè)教學(xué)過(guò)程均分模塊制作了教學(xué)視頻和PPT 等數(shù)字化資源，并上傳到相應(yīng)的在線課程資源庫(kù)，極大提高了教學(xué)資源的數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化程度，極大方便了學(xué)生不受時(shí)間和空間限制地自主學(xué)習(xí)。

如此教學(xué)的效果十分顯著，接受過(guò)這種教學(xué)的我校建設(shè)工程管理專業(yè)畢業(yè)生，在廣西建工集團(tuán)智慧制造有限公司實(shí)習(xí)與工作期間，幾乎不需要二次培訓(xùn)即可勝任相關(guān)的工作。BIM 技術(shù)融入建筑類傳統(tǒng)專業(yè)課程是個(gè)趨勢(shì)，也是建筑類專業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要切入點(diǎn)。