崔雪娜

摘 要：BIM（建筑信息模型，是Building Information Modeling的縮寫）是以建筑項(xiàng)目的各項(xiàng)工程信息（數(shù)據(jù)）為基礎(chǔ)，建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真來(lái)模擬建筑物所具有的各種真實(shí)信息的一種新的設(shè)計(jì)技術(shù)。本文通過使用BIM軟件工具Revit開展真實(shí)的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，探討了具體的基于BIM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：BIM；工業(yè)建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；Revit

1 概述

工業(yè)建筑是提供從事各類生產(chǎn)活動(dòng)的建筑物和構(gòu)筑物，其主要特點(diǎn)是應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求，建筑內(nèi)部有較大的面積和空間，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜，技術(shù)要求高。BIM技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，在一定程度上促進(jìn)了工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的快速發(fā)展，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

Revit系列軟件是Autodesk公司專為BIM構(gòu)建的，是我國(guó)建筑業(yè)BIM體系中使用最廣泛的軟件之一。本文通過使用Revit軟件對(duì)一個(gè)具體工業(yè)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模分析，探討基于BIM的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

2 建立結(jié)構(gòu)模型

通過鏈接建筑Revit模型，把建筑模型里的軸網(wǎng)和標(biāo)高參照到Revit Structure里，有了軸網(wǎng)和標(biāo)高，就可以繼續(xù)添加結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、基礎(chǔ)以及鋼結(jié)構(gòu)的主鋼架及檁條、支撐等。Revit在定義混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱、板、墻、基礎(chǔ)時(shí)比較方便，直接通過相應(yīng)的族進(jìn)行定義，相關(guān)設(shè)置可通過圖元屬性進(jìn)行設(shè)置。在添加時(shí)可以通過軸網(wǎng)布置或者單獨(dú)布置。Revit在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模時(shí)相對(duì)比混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件較多，需要定義的族相應(yīng)增加，并且鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件并不僅在樓層標(biāo)高處，相對(duì)來(lái)說(shuō)用Revit進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建模較為繁瑣。尤其是工業(yè)建筑，為了滿足工藝需要，結(jié)構(gòu)形式更為復(fù)雜。如下圖是一個(gè)利用Revit軟件建立的散糧卸車坑BIM結(jié)構(gòu)模型，該工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)形式為地下為混凝土結(jié)構(gòu)，地上是一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)罩棚。

目前，很多第三方軟件可以與Revit進(jìn)行對(duì)接，如盈建科、探索者以及鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)軟件Tekla。設(shè)計(jì)師可以在這些第三方軟件中進(jìn)行模型輸入，然后導(dǎo)入Revit軟件中，有些工程會(huì)大大提高工作效率，但是使用這些第三方軟件也同樣存在如設(shè)置不一致等問題。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析計(jì)算

雖然Revit在創(chuàng)建物理模型的同時(shí)自動(dòng)生成了分析模型，但是該分析模型無(wú)法進(jìn)行計(jì)算。不過Revit支持與其他第三方軟件的信息共享，通過API接口實(shí)現(xiàn)與第三方分析軟件之間的雙向關(guān)聯(lián)，使得Revit模型可以導(dǎo)入到第三方分析軟件中，而第三方軟件的分析結(jié)果和模型也可以返回到Revit模型當(dāng)中。

目前支持與Revit實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞的第三方結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析軟件主要包括Robot Structural Analysis、Etabs、Midas、PKPM等。

4 繪制結(jié)構(gòu)施工圖

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”。Revit提供了用于不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件平法標(biāo)注的各種族文件，同時(shí)也可以根據(jù)各自要求進(jìn)行標(biāo)注族文件的重新定義。Revit通過圖紙管理功能，可以對(duì)建模過程中生成的各種圖紙進(jìn)行管理布置。在新建圖紙時(shí)可以選擇圖紙大小、重命名圖紙。然后將要放入圖紙的視圖直接拖入到圖紙中即可。

BIM中的平法注釋族和BIM屬性欄中的參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，設(shè)計(jì)人員如果對(duì)屬性欄中參數(shù)進(jìn)行更改，可以立即傳遞到平法施工圖中，平法施工圖中的相應(yīng)注釋符號(hào)，數(shù)值化信息以及位置均可以自動(dòng)更新，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工圖的有效管理。

利用BIM軟件形成的施工圖是經(jīng)過結(jié)構(gòu)專業(yè)與其他專業(yè)碰撞分析后審核模型得出的，因此，結(jié)構(gòu)施工圖精確度較高。但是Revit平臺(tái)下的結(jié)構(gòu)施工圖繪制也同樣存在一些問題，例如：Revit平臺(tái)下施工圖的注釋效率不高，為了實(shí)現(xiàn)注釋與構(gòu)件信息的參數(shù)化聯(lián)動(dòng)需要大量的前期族準(zhǔn)備，增加了大量的工作量；由于Revit中的每根線都與構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，不能像CAD那樣任意更改和刪除；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙會(huì)存在大量的詳圖繪制，尤其是工業(yè)建筑詳圖甚多，但Revit平臺(tái)下的詳圖繪制并不是那么智能，雖然Revit中有強(qiáng)大的剖切功能，但其剖切出來(lái)的效果難以達(dá)到施工圖出圖的標(biāo)準(zhǔn)，因此詳圖的繪制往往沒有傳統(tǒng)的CAD制圖效率高。

5 結(jié)語(yǔ)

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。

但在使用Revit進(jìn)行BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，也同樣存在很多問題，例如：Revit軟件本身沒有結(jié)構(gòu)計(jì)算功能，需要導(dǎo)入其他結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，由于結(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；另外，在使用Revit軟件進(jìn)行平法施工圖繪制時(shí)，工作效率并不比傳統(tǒng)的CAD制圖高。

盡管BIM設(shè)計(jì)流程還有很多不足，但它仍然是個(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軟件開發(fā)者應(yīng)該盡力改善BIM軟件目前的缺點(diǎn)，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師提供一個(gè)功能更加強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件，從而達(dá)到一個(gè)真正的建筑信息化時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

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[2]榮華金.基于BIM的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[D].安徽建筑大學(xué)，2015.

[3]王加峰.建筑工程BIM結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)方法研究[D].武漢理工大學(xué)，2013.

（作者單位：大連港口設(shè)計(jì)研究院有限公司）