趙華英

(上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)工程建設(shè)咨詢有限公司，上海 200041)

1 引言

隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，也需要越來(lái)越多的專業(yè)參與到其中，那么就更需要對(duì)同一個(gè)模型和相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分享。信息化是這個(gè)社會(huì)的趨勢(shì)，當(dāng)然也是設(shè)計(jì)行業(yè)的趨勢(shì)，BIM 就是建筑信息化，BIM 是整個(gè)建筑生命周期的建筑信息模型化，從規(guī)劃到設(shè)計(jì)、到施工、再到設(shè)備維護(hù)運(yùn)營(yíng)，甚至到建筑的拆除，在這整個(gè)周期中，設(shè)計(jì)是上游階段，因此，BIM 在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用的是否成功決定了BIM 在其他階段的應(yīng)用的連續(xù)性和有效性。也就是說(shuō)，BIM 在設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展影響著B(niǎo)IM在建筑行業(yè)的發(fā)展。簡(jiǎn)單地說(shuō)，沒(méi)有設(shè)計(jì)上的BIM，就沒(méi)有建設(shè)行業(yè)的BIM。

雖然設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從CAD 設(shè)計(jì)方法到BIM 設(shè)計(jì)方法發(fā)生了根本的變化。雖然BIM 是越來(lái)越多的應(yīng)用，但它目前還僅是一些大型建筑設(shè)計(jì)公司在嘗試應(yīng)用，許多中小型建筑設(shè)計(jì)公司仍采用常規(guī)的CAD 方法，而且也很滿足于此。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中還存在著很多困難。比如，第一，部分設(shè)計(jì)師不愿改變和不理解相對(duì)于傳統(tǒng)的二維圖紙BIM 的巨大潛力和效益;第二，對(duì)BIM 技術(shù)人員培訓(xùn)的困難和很難聘請(qǐng)到精通BIM 的專業(yè)工程師;第三，改變思維方式仍然是一個(gè)挑戰(zhàn);第四，在基于BIM 的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中工作團(tuán)隊(duì)里各人的職責(zé)分工不夠明確。

文章通過(guò)研究總結(jié)BIM 的技術(shù)特點(diǎn)建立BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，明確BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作流程、協(xié)同工作方式、參與人員職責(zé)、BIM 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施、數(shù)據(jù)交互、計(jì)算分析、圖紙繪制、數(shù)據(jù)資源管理、質(zhì)量控制原則、成果交付要求等，論述如何利用BIM 技術(shù)和先進(jìn)的BIM 軟件工具提升設(shè)計(jì)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量控制，使設(shè)計(jì)工作更加高效，促進(jìn)基于BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)?；趥鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作方法，研究其工作程序與BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，遵照現(xiàn)行的生產(chǎn)管理方式，全面提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在BIM 技術(shù)應(yīng)用下的可實(shí)施性，例如:外部模型數(shù)據(jù)的格式要求、內(nèi)外部設(shè)計(jì)資源的統(tǒng)一管理、協(xié)同設(shè)計(jì)方式的選取等實(shí)現(xiàn)減免部分重復(fù)工作、避免設(shè)計(jì)過(guò)程中信息的缺失和不對(duì)稱，提高設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量。

圖1 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)

2 BIM 設(shè)計(jì)組織架構(gòu)、工作流程

BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始之前應(yīng)有明確的設(shè)計(jì)項(xiàng)目組織架構(gòu)和適合項(xiàng)目的工作流程。明確的BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組織架構(gòu)能清楚地區(qū)分設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員的職責(zé)和工作內(nèi)容。在基于BIM 的設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循合理的工作流程有利于各專業(yè)之間互相協(xié)調(diào)，同時(shí)可以保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行，可以在基于BIM 的設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)有效地解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和沖突。設(shè)計(jì)過(guò)程中BIM 設(shè)計(jì)師可以通過(guò)更新模型實(shí)時(shí)檢查設(shè)計(jì)沖突，不必在設(shè)計(jì)結(jié)尾時(shí)再解決?；贐IM的設(shè)計(jì)組織架構(gòu)和流程示意圖見(jiàn)圖1 -3。

圖2 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)

3 BIM 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員職責(zé)

3.1 BIM 經(jīng)理職責(zé)

在設(shè)計(jì)中對(duì)項(xiàng)目各個(gè)參與專業(yè)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)進(jìn)度以及提供的材料等信息有協(xié)調(diào)管理的義務(wù);

建立、刪除、修改和維護(hù)足夠的用戶進(jìn)入權(quán)限，防止數(shù)據(jù)在交換、維護(hù)和歸檔過(guò)程中丟失;

負(fù)責(zé)編制《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》;

主持編制BIM 各階段的匯報(bào)文件，并及時(shí)更新《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》，協(xié)調(diào)各參與專業(yè)的設(shè)計(jì);

組織項(xiàng)目綜合定案會(huì);

負(fù)責(zé)組織BIM 模型及BIM 圖紙的確認(rèn)、交付;

組織BIM 人員參加BIM 設(shè)計(jì)答疑，設(shè)計(jì)技術(shù)交底和施工現(xiàn)場(chǎng)配合，解決有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題，參加施工驗(yàn)收并交付BIM 竣工模型。

3.2 BIM 協(xié)調(diào)員職責(zé)

協(xié)助BIM 經(jīng)理編制《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》;

負(fù)責(zé)維護(hù)項(xiàng)目應(yīng)用的BIM 軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);

協(xié)助BIM 經(jīng)理管理設(shè)計(jì)過(guò)程中的存檔文件和設(shè)計(jì)成果的存檔、維護(hù);

協(xié)助BIM 經(jīng)理對(duì)外協(xié)作。

3.3 BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人職責(zé)

在設(shè)計(jì)中控制本專業(yè)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)進(jìn)度，參與編制《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》;

對(duì)本專業(yè)所承擔(dān)BIM 設(shè)計(jì)工作的建模精度和建模進(jìn)度負(fù)責(zé);

統(tǒng)一專業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)軟件使用、數(shù)據(jù)交換規(guī)則;

按照《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》開(kāi)展BIM 工作，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地方的有關(guān)規(guī)定、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，正確選用規(guī)范依據(jù);

編制和維護(hù)樣板文檔;

定期檢查BIM 模型文件;

負(fù)責(zé)BIM 本專業(yè)與其他專業(yè)間的設(shè)計(jì)資料傳遞工作;

負(fù)責(zé)專業(yè)內(nèi)的BIM 模型劃分和工作任務(wù)分配;

對(duì)完成的BIM 模型必須進(jìn)行認(rèn)真的校對(duì)，對(duì)設(shè)計(jì)人員的校審意見(jiàn)，逐條修改執(zhí)行情況負(fù)責(zé);

定期進(jìn)行BIM 模型會(huì)審，保證模型的完整性和準(zhǔn)確性，維護(hù)項(xiàng)目工作流;

及時(shí)收集設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并組織專業(yè)定案會(huì)，參加項(xiàng)目定案會(huì);

按照BIM 文件的保存歸檔的規(guī)定，對(duì)相本專業(yè)文件及模型認(rèn)真分類歸檔。

圖3 結(jié)構(gòu)專業(yè)BIM 設(shè)計(jì)工作流程

3.4 BIM 設(shè)計(jì)師職責(zé)

完成BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人分配的BIM 設(shè)計(jì)工作;

BIM 模型的主要建立者;

依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)工作;

與BIM 繪圖員共同完成設(shè)計(jì)工作;

對(duì)模型和圖紙的完整性負(fù)責(zé);

定期檢查BIM 模型文件。

3.5 BIM 繪圖員職責(zé)

正確理解設(shè)計(jì)意圖，認(rèn)真執(zhí)行設(shè)計(jì)人的指令，需做補(bǔ)充或優(yōu)化時(shí)應(yīng)得到設(shè)計(jì)人的確認(rèn);

繪制的BIM 模型應(yīng)符合有關(guān)建模標(biāo)準(zhǔn)和模型設(shè)計(jì)深度要求;

繪圖員必須對(duì)繪制的模型進(jìn)行自校。

4 BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)方式

協(xié)同設(shè)計(jì)開(kāi)始前，項(xiàng)目組應(yīng)確定一個(gè)適合項(xiàng)目的協(xié)同設(shè)計(jì)方式。建筑專業(yè)應(yīng)建立“起始模型”以供其它專業(yè)以“起始模型”為基礎(chǔ)開(kāi)始協(xié)同設(shè)計(jì)，在協(xié)同設(shè)計(jì)之前使用Revit 中的“共享坐標(biāo)”工具定義項(xiàng)目中某一點(diǎn)的真實(shí)世界坐標(biāo)，并將其發(fā)布到所有鏈接的模型，采用“通過(guò)共享坐標(biāo)”插入方法鏈接其它子模型，同時(shí)應(yīng)正確建立“正北”和“項(xiàng)目北”之間的關(guān)系。采用外部參照時(shí)參照路徑應(yīng)使用“相對(duì)路徑”進(jìn)行參照，防止文件位置變化后參照丟失。同時(shí)整個(gè)項(xiàng)目應(yīng)確定一個(gè)共同的原點(diǎn)坐標(biāo)，以便協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)各專業(yè)之間的模型鏈接。

4.1 專業(yè)之間

建議采用“文件鏈接(Link)”方式進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)協(xié)同。該方式不存在圖元借用和中心模型的概念，屬離散型協(xié)同設(shè)計(jì)，通常不存在跨專業(yè)修改，更多的是相互參照。該方法可以在協(xié)同的基礎(chǔ)上將專業(yè)間干擾降至最低。

4.2 專業(yè)內(nèi)部

建議采用“工作集(Workset)”方式進(jìn)行BIM 設(shè)計(jì)協(xié)同。該方式存在圖元借用和中心模型等緊密型的協(xié)同設(shè)計(jì)，適用于專業(yè)內(nèi)部協(xié)同設(shè)計(jì)。由于采用中心模型，不同設(shè)計(jì)師均在本地模型操作屬于自己權(quán)限的構(gòu)件，然后再與中心模型同步更新。該方法只有中心模型是可以完整編輯的模型，中心模型的管理機(jī)制和操作權(quán)限非常重要，如果管理不善很可能導(dǎo)致模型崩潰。

5 數(shù)據(jù)資源管理

5.1 外部數(shù)據(jù)資源管理

設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)外部提供的項(xiàng)目資源統(tǒng)一管理，不同類型、屬性的資源應(yīng)分別存放至項(xiàng)目“共享”區(qū)，當(dāng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)人員使用外部資源時(shí)應(yīng)復(fù)制至本地后應(yīng)用，不得修改、破壞原始資源。外部資源的使用前應(yīng)將現(xiàn)有的工作模型留存副本，以防止由于外部資源的引入導(dǎo)致模型崩潰。外部資源應(yīng)由BIM 經(jīng)理統(tǒng)一批準(zhǔn)進(jìn)入，由BIM 協(xié)調(diào)員統(tǒng)一管理，由BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一使用。當(dāng)外部資源更新時(shí)由BIM 經(jīng)理統(tǒng)一發(fā)布。項(xiàng)目的BIM 協(xié)調(diào)員應(yīng)預(yù)先檢查導(dǎo)入的數(shù)據(jù)是否適用，然后才能將其放到項(xiàng)目的“共享”區(qū)域進(jìn)行共享。建議在導(dǎo)入或關(guān)聯(lián)至BIM 模型之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，以去除所有無(wú)關(guān)或冗余數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可能會(huì)影響B(tài)IM 數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性。

5.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)資源管理

內(nèi)部資源是指通過(guò)BIM 軟件在建模過(guò)程中用戶通過(guò)軟件功能添加的資源。同一專業(yè)下不同設(shè)計(jì)師添加的資源應(yīng)分別命名，命名規(guī)則應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)總則命名規(guī)則的要求，不同類型的資源應(yīng)分別存放至獨(dú)立的文件夾下。內(nèi)部資源由創(chuàng)建該資源的設(shè)計(jì)師同一管理、發(fā)布，當(dāng)其他設(shè)計(jì)師引用該資源時(shí)應(yīng)注意資源的更新情況。當(dāng)將外部資源轉(zhuǎn)化為內(nèi)部資源時(shí)，應(yīng)由BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一執(zhí)行，經(jīng)檢驗(yàn)后再發(fā)布。外部資源轉(zhuǎn)化為內(nèi)部資源后的參數(shù)名稱、類型屬性均應(yīng)與項(xiàng)目已由的參數(shù)名稱、類型屬性協(xié)調(diào)一致。轉(zhuǎn)化用的外部資源應(yīng)留存副本，轉(zhuǎn)化后的內(nèi)部資源源文件也應(yīng)該留存副本，并存放至獨(dú)立的文件夾下，由BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一管理、發(fā)布。設(shè)計(jì)師新建立的內(nèi)部資源文件，經(jīng)過(guò)BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人、BIM 設(shè)計(jì)經(jīng)理的逐級(jí)審核后及時(shí)歸入BIM 項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)，以便其他BIM 設(shè)計(jì)師調(diào)用資源。內(nèi)部資源是BIM 工作的成果和積累，所有的項(xiàng)目參與者與管理者應(yīng)特別重視內(nèi)部資源的保護(hù)，防止隨意拷貝與發(fā)布。

圖4 專業(yè)之間協(xié)同示意圖

圖5 結(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)部協(xié)同示意圖

圖6 復(fù)制/監(jiān)視建筑構(gòu)件

6 BIM 設(shè)計(jì)執(zhí)行計(jì)劃

在BIM 設(shè)計(jì)階段實(shí)施過(guò)程中，為有效應(yīng)用BIM，項(xiàng)目組應(yīng)當(dāng)在項(xiàng)目的初期制定一個(gè)《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》。該計(jì)劃包含項(xiàng)目組在整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中需要遵循的整體目標(biāo)和實(shí)施細(xì)節(jié)。計(jì)劃應(yīng)在項(xiàng)目的開(kāi)始階段就要明確下來(lái)，以便指定的新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)加入后能更好的適應(yīng)項(xiàng)目。

圖7 啟用分析模型

《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》有利于業(yè)主和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)記錄達(dá)成一致的BIM 說(shuō)明書(shū)、模型深度和BIM項(xiàng)目流程?！吨骱贤窇?yīng)當(dāng)參考《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》確定項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在提供BIM 成果中的角色和職責(zé)。制定《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠:

清楚地理解項(xiàng)目實(shí)施BIM 的戰(zhàn)略目標(biāo);

清楚在BIM 設(shè)計(jì)階段協(xié)作中的角色和職責(zé);

規(guī)定一個(gè)能實(shí)施的基于BIM 的設(shè)計(jì)流程;

確定BIM 設(shè)計(jì)使用的軟件平臺(tái)，如Revit Structure;

規(guī)定BIM 設(shè)計(jì)過(guò)程中的階段性成果標(biāo)準(zhǔn);

規(guī)定設(shè)計(jì)過(guò)程中的提資、反提資、協(xié)同設(shè)計(jì)、校審、存檔等過(guò)程標(biāo)準(zhǔn);

規(guī)定內(nèi)、外部資源的整合、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn);

編寫(xiě)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)度表;

規(guī)定基于BIM 的設(shè)計(jì)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn);

選擇項(xiàng)目適合的BIM 應(yīng)用平臺(tái)(軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)等);

規(guī)定設(shè)計(jì)分析軟件的應(yīng)用;

各專業(yè)應(yīng)定制結(jié)合BIM 設(shè)計(jì)流程的統(tǒng)一技術(shù)措施，該措施是設(shè)計(jì)師在專業(yè)方面的指導(dǎo)意見(jiàn)，通常由BIM 專業(yè)負(fù)責(zé)人編寫(xiě)。

7 BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.1 鏈接建筑模型

通過(guò)鏈接建筑Revit 模型，把建筑模型里的軸網(wǎng)和柱網(wǎng)參照到Revit Structure 里，應(yīng)用“復(fù)制/監(jiān)視”工具將建筑模型的軸網(wǎng)和柱網(wǎng)復(fù)制到結(jié)構(gòu)模型中，此時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)制的軸網(wǎng)、柱網(wǎng)和建筑模型中的軸網(wǎng)、柱網(wǎng)建立了監(jiān)視關(guān)系，如果被監(jiān)視的對(duì)象發(fā)生了移動(dòng)或者修改，程序會(huì)發(fā)出警告提示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，有了軸網(wǎng)和層高，就可以繼續(xù)添加結(jié)構(gòu)構(gòu)件了，如梁，板，柱，桁架等，來(lái)完善結(jié)構(gòu)模型，形成一個(gè)初步的物理結(jié)構(gòu)模型，在添加構(gòu)件的同時(shí)應(yīng)勾選構(gòu)件屬性對(duì)話框中的“啟用分析模型”選項(xiàng)。

圖8 調(diào)整分析平差

圖9 Revit 分析模型

7.2 分析模型建立

啟用分析模型之后，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件建立的過(guò)程中會(huì)同時(shí)建立計(jì)算分析用的有限元線、面單元模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)幾何模型和物理模型任然存在一定的區(qū)別，例如對(duì)比較小的高差在分析時(shí)結(jié)構(gòu)一般采用同平面處理，對(duì)節(jié)點(diǎn)相近的桿件一般采用共用節(jié)點(diǎn)處理，以減少計(jì)算中的剛度矩陣產(chǎn)生奇異。在Revit 里可以通過(guò)，分析對(duì)象屬性對(duì)話框中的“分析平差”選項(xiàng)調(diào)整分析模型與幾何模型構(gòu)件之間的相對(duì)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)分析模型與幾何模型的差別共存。

8 BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析計(jì)算

8.1 進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析之前的準(zhǔn)備

在結(jié)構(gòu)模型建好之后，就需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算，該項(xiàng)目是在ETABS 結(jié)構(gòu)有限元分析軟件里進(jìn)行計(jì)算，把結(jié)構(gòu)模型從Revit Structure導(dǎo)入到ETABS 里，當(dāng)然這個(gè)導(dǎo)入是雙向的，在導(dǎo)入之前，我們還要做一些計(jì)算前的定義。

圖10 導(dǎo)出.exr 文件

給結(jié)構(gòu)模型定義準(zhǔn)確的荷載是保證計(jì)算結(jié)構(gòu)正確的重要的一步，在Revit Structure 里也可以定義荷載，但是仍然不方便，那就是荷載的修改，需要從計(jì)算軟件返回到模型軟件里去修改，這樣就加大了工作量，而且很容易出錯(cuò)。在本工程，荷載是直接在計(jì)算軟件里定義的，這樣更方便，定義的荷載也更穩(wěn)定，因?yàn)橛?jì)算軟件里的荷載類型更多，而且可以直接修改，不需要返回到模型軟件里去修改。

計(jì)算之前還要做的一個(gè)準(zhǔn)備是模型的一致性檢查，在一個(gè)結(jié)構(gòu)模型建立完成的同時(shí)Revit 會(huì)生成一個(gè)相對(duì)應(yīng)的分析模型，這個(gè)結(jié)構(gòu)分析模型就是用來(lái)進(jìn)行計(jì)算分析的，因?yàn)橛?jì)算軟件只接受分析模型，為了保證物理模型和分析模型的一致性，在計(jì)算之前必須要進(jìn)行一致性檢查。

圖11 生成的ETABS 模型

圖12 “梁注釋”對(duì)話框

8.2 導(dǎo)入分析軟件

本工程采用的結(jié)構(gòu)分析軟件是美國(guó)CSI 公司開(kāi)發(fā)的ETABS 結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，該軟件自行開(kāi)發(fā)了與Revit 模型數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序即可通過(guò)Revit 模型生成新的ETABS 分析模型，也可以更新現(xiàn)有ETABS 模型，反向亦可。鑒于規(guī)定的BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程和圖紙繪制的要求，本工程采用的是Revit Structure 模型作為主設(shè)計(jì)模型，原因是Revit Structure 模型需要與外部專業(yè)的BIM 模型保持一致，同時(shí)Revit Structure 模型還有作為圖紙繪制的基礎(chǔ)作用。

應(yīng)用程序會(huì)將Revit Structure 的分析模型導(dǎo)出為.exr 文件，打開(kāi)ETABS 軟件導(dǎo)入生成的.exr 文件即可生成ETABS 分析模型。在生成基礎(chǔ)的ETABS模型后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師繼續(xù)在分析軟件中定義約束、荷載、抗震等分析參數(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)導(dǎo)入的分析模型進(jìn)行仔細(xì)檢查。

9 BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙繪制

圖紙是BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果最終的交付物之一，也是最重要的交付物，在BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，二維圖紙的表達(dá)方法仍然采用了傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)平法施工圖表達(dá)方法”，下面就主要以梁、板結(jié)構(gòu)平面圖的繪制方法做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。

首先將Revit 轉(zhuǎn)至平面視圖，更改視圖名稱如“三層梁平法施工圖”，Revit 會(huì)自動(dòng)生成基本的結(jié)構(gòu)平面圖，也能區(qū)分構(gòu)件的可見(jiàn)線(實(shí)線)和不可見(jiàn)線(虛線)，當(dāng)我們還不滿足與軟件自動(dòng)生成的線型可以通過(guò)“修改”工具集里的“線處理”工具對(duì)線型進(jìn)行自定義修改。圖紙說(shuō)明文字的可以通過(guò)“注釋”工具集下的“文字”工具進(jìn)行添加。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼筋字體，Revit 安裝時(shí)并沒(méi)有自帶結(jié)構(gòu)鋼筋字體，解決方法如下:

1)獲取字庫(kù)文件“REVIT_0.ttf”，該字體文件可以從互聯(lián)網(wǎng)上的BIM 相關(guān)論壇下載;

2)將Windows 字庫(kù)文件REVIT_0.ttf 拷貝安裝到您機(jī)器的如下路徑:系統(tǒng)盤(默認(rèn)為C):windowsfonts 然后拷貝(安裝);

3)REVIT_0.ttf 鋼筋符號(hào)字體應(yīng)用方法如下:

$——代表HPB235，輸入后顯示的符號(hào)為

%——代表HRB335，輸入后顯示的符號(hào)為

＆——代表HRB400，輸入后顯示的符號(hào)為

#——代表RRB400，輸入后顯示的符號(hào)為

4)選中文字對(duì)象修改或定義字體格式。

9.1 梁結(jié)構(gòu)平面圖

采用“注釋”工具集下的“梁注釋”工具對(duì)選中的梁對(duì)象進(jìn)行梁配筋標(biāo)注，“梁注釋”工具提供了一根梁六個(gè)位置的注釋文字放置對(duì)話框，梁頂和梁底的起點(diǎn)、中點(diǎn)、終點(diǎn)各三個(gè)，每一個(gè)位置均可放置一個(gè)“結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記”，如圖12。

首先我們要自定義一個(gè)“結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記”族，以用來(lái)標(biāo)注梁配筋，當(dāng)然根據(jù)需要“結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記”族會(huì)分為很多種類型以對(duì)應(yīng)不同位置的梁配筋標(biāo)注，如圖13。該“結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記”族中的“標(biāo)簽”文字內(nèi)容需要用戶自定義設(shè)置格式，梁截面可以通過(guò)“選擇字段來(lái)源”添加標(biāo)簽內(nèi)容，配筋則需要采用自定義“共享參數(shù)”的方法生成標(biāo)簽內(nèi)容，完成后加載至項(xiàng)目模型中，在“梁注釋”對(duì)話框中就可以選取我們想要的梁標(biāo)注類型了。采用自定義“共享參數(shù)”方法進(jìn)行構(gòu)件標(biāo)注時(shí)，標(biāo)注文字與構(gòu)件屬性參數(shù)是相互對(duì)應(yīng)和關(guān)聯(lián)的，也就是說(shuō)無(wú)論設(shè)計(jì)師是修改標(biāo)注對(duì)象的屬性還是修改構(gòu)件對(duì)象的屬性，其共享的參數(shù)項(xiàng)會(huì)同時(shí)修改，這大大方便了模型后期的修改和圖紙的維護(hù)。

圖13 “結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記”族

圖14 集中標(biāo)注參數(shù)

9.2 樓板結(jié)構(gòu)平面圖

首先我們要自定義一個(gè)“詳圖項(xiàng)目”族，以用來(lái)布置板配筋，如圖16。該“詳圖項(xiàng)目”族中的配筋文字內(nèi)容是將“常規(guī)注釋”族嵌套在“詳圖項(xiàng)目”族里，支座負(fù)筋的伸出長(zhǎng)度由定義標(biāo)簽的“尺寸標(biāo)注”族實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化，完成后加載至項(xiàng)目模型中，在“注釋”工具集中加載“詳圖構(gòu)件”就可以繪制我們想要的板標(biāo)注類型了。與梁相同采用自定義“共享參數(shù)”方法進(jìn)行標(biāo)注時(shí)，標(biāo)注文字與構(gòu)件屬性參數(shù)是相互對(duì)應(yīng)和關(guān)聯(lián)的，也就是說(shuō)無(wú)論設(shè)計(jì)師是修改標(biāo)注對(duì)象的屬性還是修改構(gòu)件對(duì)象的屬性，其共享的參數(shù)項(xiàng)會(huì)同時(shí)修改。

圖15 梁對(duì)象屬性

圖16 “詳圖項(xiàng)目”族

圖17 支座負(fù)筋標(biāo)注

9.3 其他

對(duì)于柱墻、基礎(chǔ)平法施工圖和基礎(chǔ)平法施工圖均可采用與梁、板相似的方法繪制，在BIM 設(shè)計(jì)的過(guò)程中，平法圖繪制的工作量相對(duì)傳統(tǒng)的CAD 設(shè)計(jì)方法偏大，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師采用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的障礙之一，由于目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果有效交付文件仍為平法表達(dá)的藍(lán)圖，BIM 模型僅作為輔助文件交付，所以基于BIM 的二維圖紙繪制效率仍然是一個(gè)待解決的問(wèn)題。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐可知，BIM 模型里已經(jīng)含有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的配筋信息，筆者認(rèn)為二維平面圖可以不再表達(dá)構(gòu)件的配筋信息，僅表達(dá)構(gòu)件的編號(hào)或者索引編號(hào)即可，使用者通過(guò)查看BIM 模型獲得構(gòu)件的其他結(jié)構(gòu)信息，這樣可以有效減少基于BIM 的二維圖紙繪制工作量，提高設(shè)計(jì)效率。

該項(xiàng)目采用了參數(shù)化的二維平法施工圖繪制，雖然有一定的工作量，但是圖紙繪制結(jié)束后，構(gòu)件的相關(guān)設(shè)計(jì)信息也同時(shí)賦予構(gòu)件本身，這也是BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本目的，有了這些設(shè)計(jì)信息，設(shè)計(jì)師可以快速地統(tǒng)計(jì)混凝土用量、鋼筋用量，比如:梁中準(zhǔn)確地含有各位置的鋼筋直徑、鋼筋數(shù)量、梁剪切長(zhǎng)度等信息并可以通過(guò)輸出明細(xì)表導(dǎo)出為Excel 表，同時(shí)鋼筋的錨固長(zhǎng)度與鋼筋直徑為簡(jiǎn)單的線性函數(shù)關(guān)系，我們可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)出的Excel 表進(jìn)行二次編輯實(shí)現(xiàn)鋼筋量的精確統(tǒng)計(jì)。

10 BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果交付

BIM 模型交付物交付時(shí)如無(wú)特殊情況應(yīng)將外部鏈接文件綁定后交付，當(dāng)需要有外部引用時(shí)應(yīng)將外部引用文件一并交付，防止模型文件數(shù)據(jù)缺失。設(shè)計(jì)成果的交付流程應(yīng)符合ISO 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的要求。BIM 設(shè)計(jì)成果當(dāng)采用電子版代替藍(lán)圖交付時(shí)，應(yīng)符合國(guó)家及地方的相關(guān)規(guī)定。設(shè)計(jì)成果交付統(tǒng)一由BIM 經(jīng)理負(fù)責(zé)。

10.1 BIM 設(shè)計(jì)交付物

BIM 模型;

設(shè)計(jì)文本;

族文件;

與模型相關(guān)的參數(shù)文件

二維圖紙;

計(jì)算書(shū);

10.2 交付物深度

各階段的交付物深度應(yīng)滿足項(xiàng)目《BIM 設(shè)計(jì)階段執(zhí)行計(jì)劃》設(shè)計(jì)深度詳表的要求;

各階段的交付物應(yīng)滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。

10.3 BIM 模型交付物數(shù)據(jù)格式

BIM 模型為.rvt 文件;

“族”為.rfa 文件;

“共享參數(shù)”為.txt 文件;

文本電子版為.pdf 文件

CAD 輔助模型為.dwg、.dxf、.sat、.iges 文件;

二維圖紙電子版為.pdf 文件;

圖片為.jpg、.bmp 文件;

視頻為.WMV、.mp4 文件。

11 總結(jié)

從上面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，我們可以看出，BIM 設(shè)計(jì)方法最大的特點(diǎn)就是“協(xié)作”和“數(shù)據(jù)共享”，隨著工程的日益復(fù)雜化，工程設(shè)計(jì)的專業(yè)性越來(lái)越強(qiáng)，當(dāng)所有涉及到的專業(yè)都同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)工程時(shí)，為了提高工作效率，協(xié)作和數(shù)據(jù)共享就是BIM 應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。

在基于CAD 的設(shè)計(jì)方法中，各個(gè)設(shè)計(jì)者都是各自獨(dú)立工作的，彼此之間很少有協(xié)同工作的時(shí)候，而在基于BIM 的設(shè)計(jì)方法中，協(xié)同工作貫穿始終。協(xié)同工作不僅存在于不同專業(yè)的設(shè)計(jì)者之間，同時(shí)也存在于同一個(gè)專業(yè)的不同設(shè)計(jì)者之間。

BIM 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是“自動(dòng)化”。在基于CAD 的設(shè)計(jì)流程里，很多的工作都需要人工去完成，例如，人工讀CAD 圖、人工檢查CAD 圖紙一致性、人工進(jìn)行信息傳遞等。然而，在基于BIM 的設(shè)計(jì)流程里，這些工作都是自動(dòng)完成的，例如有“Link”、“Workset”，結(jié)構(gòu)和建筑模型可以隨時(shí)自動(dòng)地加載和更新，任何修改都可以隨時(shí)自動(dòng)更新到相關(guān)的地方，各個(gè)專業(yè)模型之間的一致性也可以自動(dòng)進(jìn)行檢查。

在使用BIM 方法的過(guò)程中，也遇到了很多問(wèn)題:第一個(gè)問(wèn)題是:建筑師和結(jié)構(gòu)師之間的信息共享不是很充分，如建筑模型里的構(gòu)件自重不能自動(dòng)傳遞到結(jié)構(gòu)模型里，因此所有的構(gòu)件自重都需要手動(dòng)計(jì)算并加到結(jié)構(gòu)模型里去，這是個(gè)很繁瑣的工作并且很容易出錯(cuò)。第二個(gè)問(wèn)題是:在結(jié)構(gòu)模型軟件和別的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件之間的數(shù)據(jù)導(dǎo)入好導(dǎo)出的雙向性并不是那么可靠。第三個(gè)問(wèn)題是:因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)計(jì)算的復(fù)雜性，單一的計(jì)算軟件很難滿足計(jì)算的需要，模型數(shù)據(jù)格式的通用性和可傳遞性并不是那么完美。還有就是使用BIM設(shè)計(jì)方法中二維結(jié)構(gòu)圖紙中梁、柱墻表達(dá)采用平法時(shí)工作效率并不比傳統(tǒng)方法高。

從以上的設(shè)計(jì)過(guò)程和分析可以看出，盡管BIM 設(shè)計(jì)流程還有很多的缺點(diǎn)，它仍然是個(gè)很實(shí)用的方法，并且可以在建筑設(shè)計(jì)中成功采用，因此，建議BIM 軟件開(kāi)發(fā)者應(yīng)該盡力改善BIM 軟件的缺點(diǎn)，并且加強(qiáng)和其他計(jì)算軟件的數(shù)據(jù)格式合作，從而達(dá)到一個(gè)真正的建筑信息化時(shí)代——真正的BIM 時(shí)代。

［1］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

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