楊君華

中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司

基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探析

楊君華

中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司

BIM技術(shù)有著非常突出的優(yōu)點(diǎn)，但不可否認(rèn)的是，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)仍然有著不足之處。本文根據(jù)筆者對(duì)BIM技術(shù)的熟悉了解，結(jié)合具體實(shí)例，圍繞“基于BIM技術(shù)的裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探析”為主題，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行了全面而深入的分析研究，希望能夠?qū)IM技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起到一定的幫助，并供讀者參考。

BIM技術(shù)；裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；方法探究

1 BIM軟件簡(jiǎn)析

在以Revit參數(shù)組為基礎(chǔ)的情況下，本文提出了裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。事先整理好圖紙，在此基礎(chǔ)上使Revit的參數(shù)族生成，并將其放入應(yīng)用系統(tǒng)庫(kù)之內(nèi)，是對(duì)裝配式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)研究的重要目的。在完成對(duì)系統(tǒng)族庫(kù)的設(shè)計(jì)之后，使用“橄欖山”快模軟件來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行深化，這就使Revit軟件得到了成效的提升。不僅僅在用戶(hù)創(chuàng)模方面起到了巨大的便利作用，而且還使建模的效率得到了顯著提升。通過(guò)Revit族管家這一功能版塊，使族庫(kù)系統(tǒng)目錄得到生成和深化。然后系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼裝程序，拼裝結(jié)束后，將其導(dǎo)入至結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件中加以研究。應(yīng)用的結(jié)構(gòu)分析軟件的版本為SAP2000。這款軟件的功能更加完善，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師使用起來(lái)駕輕就熟，由此為很多行業(yè)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了優(yōu)良的分析引擎與科學(xué)實(shí)用的設(shè)計(jì)工具。

2 關(guān)鍵環(huán)節(jié)和案例

2.1 構(gòu)件參數(shù)化環(huán)節(jié)

具體分為兩步:①對(duì)常規(guī)構(gòu)件的信息參數(shù)進(jìn)行查找與搜索。用B級(jí)六角頭螺栓為例，分析研究常規(guī)構(gòu)件的參數(shù)化過(guò)程；②統(tǒng)計(jì)信息的工作完成后，即編制參數(shù)族。主要操作流程為:將Revit軟件打開(kāi)——將新建族用鼠標(biāo)點(diǎn)開(kāi)——選擇一個(gè)合適的模板——通過(guò)族信息完成編輯工作。這里要注意的是，在選擇模板的時(shí)候，必須要通過(guò)Revit的用途，來(lái)選定相關(guān)的模板文件。其在實(shí)際工程項(xiàng)目中可結(jié)合具體的情況和條件作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整與改進(jìn)。

2.2 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)BIM深化族庫(kù)系統(tǒng)

為了提高調(diào)用構(gòu)件的速度，實(shí)現(xiàn)快速裝配結(jié)構(gòu)構(gòu)件的目的，需對(duì)BIM深化族庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，由此生成系統(tǒng)族庫(kù)文件目錄。通過(guò)橄欖山快模軟件對(duì)族系統(tǒng)設(shè)計(jì)加以深化的，因此首要的一步就是在Revit軟件安裝橄欖山插件。一般情況下，可以點(diǎn)擊“橄欖山”快模中的族管家模塊來(lái)完成對(duì)BIM深化族庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。具體的操作流程為:點(diǎn)擊橄欖山族管家——搜尋本地族目錄單——單擊鼠標(biāo)右鍵——選擇系統(tǒng)族庫(kù)文件——植入到橄欖山族管家。

當(dāng)完成對(duì)系統(tǒng)族庫(kù)的植入后，有一個(gè)族庫(kù)系統(tǒng)文件會(huì)自主生成在“橄欖山”族的管家內(nèi)部。使用這個(gè)目錄文件，就能夠看清系統(tǒng)族庫(kù)每一個(gè)文件的詳細(xì)分類(lèi)，同時(shí)，它還有著非常優(yōu)越的預(yù)覽功能。

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)拼裝模型

當(dāng)BIM應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)此系統(tǒng)對(duì)模型進(jìn)行預(yù)拼裝，同時(shí)要保證拼裝速度的快速性，預(yù)拼裝完畢后，將模型導(dǎo)入具有相應(yīng)接口的結(jié)構(gòu)分析軟件中，對(duì)其作結(jié)構(gòu)受力的相關(guān)分析與研究。這里就用鋼網(wǎng)架雨棚來(lái)當(dāng)作例子進(jìn)行說(shuō)明。在Revit?Structure軟件中，通過(guò)BIM建筑信息模型的應(yīng)用系統(tǒng)選取恰當(dāng)?shù)淖鍢?gòu)件，在結(jié)合實(shí)際情況與條件調(diào)整參數(shù)族參數(shù)，并快速的拼裝好鋼網(wǎng)架雨棚模型。通常，傳統(tǒng)的鋼網(wǎng)架雨棚建模對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一件很頭疼的事情，設(shè)計(jì)過(guò)程不但復(fù)雜繁瑣，同時(shí)也很難達(dá)到精度的要求。基于BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)，只需選擇好恰當(dāng)?shù)淖鍢?gòu)件，并適當(dāng)調(diào)整參數(shù)完成拼裝程序就能完成此項(xiàng)工作，在很大程度上縮短了建模時(shí)間，同時(shí)也使精度得到了保障，最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是，每一構(gòu)件均附帶著相關(guān)的材料信息與尺寸數(shù)據(jù)。

2.4 通過(guò)SAP2000軟件分析結(jié)構(gòu)受力情況

（1）荷載指定。到目前為止，在RevitStructure定義中指定荷載具有著很大的不便。由于當(dāng)荷載指定需要修改時(shí)，要從SAP2000重新回到RevitStructure，修改完成后再重新進(jìn)行轉(zhuǎn)化導(dǎo)入的步驟，操作起來(lái)比較麻煩，同時(shí)在反復(fù)的操作過(guò)程中極易出錯(cuò)。荷載指定直接在SAP2000軟件中進(jìn)行定義，從而為分析工作帶來(lái)了很大的便利，而且更具有穩(wěn)定性。

（2）結(jié)構(gòu)分析。具體分析流程為:設(shè)置項(xiàng)目恰當(dāng)合理的工況——點(diǎn)擊SAP2000運(yùn)行——選擇設(shè)定的工況開(kāi)始運(yùn)行——運(yùn)行完畢——點(diǎn)擊顯示面板上的顯示力和變形——結(jié)構(gòu)分析結(jié)果出現(xiàn)。

2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的繪制

當(dāng)結(jié)構(gòu)分析結(jié)束，校核確定無(wú)誤后，通過(guò)RevitStructure繪制施工圖紙，由此整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程結(jié)束。當(dāng)前，RevitStructure中施工圖的呈現(xiàn)方式依舊為傳統(tǒng)的呈現(xiàn)方式，也就是結(jié)構(gòu)平法施工呈現(xiàn)方式。在Revit Structure軟件中轉(zhuǎn)至相應(yīng)的結(jié)構(gòu)視圖。

在RevitStructure軟件中，缺乏結(jié)構(gòu)鋼筋字體的設(shè)置，一般情況下，所采取的措施是將Windows字庫(kù)文件REVIT_O.ttf拷貝安裝到機(jī)器的如下路徑:系統(tǒng)盤(pán)(默認(rèn)C盤(pán)):windowsfonts然后拷貝。

以梁配筋標(biāo)注為例，基于RevitStructure的平法標(biāo)注的繪制步驟如下:

①自行編輯一個(gè)結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記族，其主要目的為對(duì)配筋進(jìn)行標(biāo)注。具體流程為:點(diǎn)擊載入族——點(diǎn)擊梁標(biāo)記族模板——選擇字段來(lái)源——添加梁截面的標(biāo)簽內(nèi)容——選擇共享參數(shù)——添加配筋的標(biāo)簽內(nèi)容——結(jié)構(gòu)框架標(biāo)記族的編輯完成；

②根據(jù)梁注釋中編輯好的標(biāo)注類(lèi)型，實(shí)施梁標(biāo)注。在繪制樓板或墻梁的結(jié)構(gòu)平法施工圖時(shí)，都可根據(jù)相似梁的方法進(jìn)行標(biāo)注。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)BIM技術(shù)設(shè)計(jì)的圖紙所具有的最大優(yōu)點(diǎn)為構(gòu)件的屬性參數(shù)與標(biāo)注參數(shù)之間存在著彼此聯(lián)系，由此不但為圖紙后期的修改工作提供給了極大的便利，同時(shí)也為維護(hù)工作帶來(lái)了便捷性。然而其也存在著一定的不足:和CAD繪制任務(wù)進(jìn)行比較的時(shí)候，由BIM技術(shù)所制作出來(lái)的圖紙往往有著很大的工作量，這就在很大程度上使BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開(kāi)展受到了制約，還需要日后我們逐步進(jìn)行解決。

[1]謝曉晨.論我國(guó)建筑業(yè)BIM應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展[J].土木建筑工程信息技術(shù),2016(22):166～167.

[2]陳劍佳,焦柯,楊遠(yuǎn)豐.基于Revit建筑結(jié)構(gòu)施工圖表達(dá)的實(shí)用方法[J].土木建筑工程信息技術(shù),2015(75):28～32.

[3]趙華英.B工M結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù),2015,7(22):30～32.