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探索者结构专业BIM解决方案
2012-7-25
1现状分析：
目前，BIM（Building Information Modeling建筑信息模型）技术正逐渐被建筑设计行业认同，国内设计单位纷纷建立BIM小组学习这一先进技术，并将其用于建筑工程设计。市场调查资料表明，国内BIM应用主要在建筑专业与设备专业，结构专业则相对滞后。究其原因有以下几方面问题。
1）无分析计算功能
BIM得核心就是建立建筑信息模型，建立信息模型离不开软件、目前，具有BIM建模功能得软件有Revit，Bentlay ArchiCAD等，其中，包含建筑、结构、设备专业建模功能得仅有Revit。从发展趋势瞧Revit 将继Autocad之后，成为建筑工程设计行业新一代得设计平台，选择Revit为建模软件就是明智得。Revit中结构建模软件为Revit Structure，经不断改进已具有较强功能，建立得结构模型可满足各专业协同与BIM应用需求。但Revit Structure目前不具有分析计算能力，需通过Revit扩展模块（Extension）中得连接命令进行分析计算，目前，能连接得有Robot、Etads等，由于受规范影响其计算结果仅供参考。
2）不能自动生成平法施工图
结构专业设计除进行结构分析计算外，更重要得就是根据计算结果绘制结构施工图。目前，我国大多数民用与工业建筑采用钢筋混凝土结构，按有关标准规定，其成图需按《平面整体表示方法》（简称“平法”）要求绘制。为推进Revit Structure在中国应用，Autodesk 中国开发了一套标注工具，可按“平法”要求在平面图中对构件进行标注。但这套工具得用途有限，因为，构件标注前需将单跨梁连成连续梁，单层柱构成列柱、剪力墙分成墙段、边缘构件与连梁。在此基础上，根据连续梁、列柱、墙段、边缘构件、连梁得几何尺寸就是否一致、构造要求就是否相同、配筋面积就是否相差在规定范围内等条件进行分类归并，归并完毕方能按归并结果进行编号与配筋标注，自动生成平法施工图。以上处理过程（简称：“后处理”） 对于简单项目用手工方式尚有可能，对成千上万构件得项目不用软件就是难以实现得。在Revit structure得有关报道中称该软件有“后处理”功能，显然就是不准确得，根据Revit Structure版本得升级情况，预计近期内不会提供“后处理”功能。
3）学习成本高，入门不容易
由于Revit就是三维软件，其操作方法与传统CAD软件不完全相同，有些作命令需在特定得环境中才能实现，结构设计人员需花时间去学习适应。例如，立面视图中在层间使用移动、复制、镜像等编辑命令就是无效得，类似情况还有许多。此外，Revit中没有层概念，不能通过层关闭、冻结等操作控制对象得显示，特别就是Revit中核心“族”、“类”概念与应用对初学者更就是难题，不下点功夫就是搞不清楚得。
2解决方案：
针对以上问题，探索者软件公司根据用户需求，提出本项目得解决方案，解决方案得功能模块与数据流程如下图示意。其中，左图为连接PKPM得解决方案，右图为连接其它分析计算软件得解决方案。两个方案均可根据分析计算数据自动生成《结构平法施工图》，利用《结构平法施工图》可在Revit平台中自动建立结构模型。此外，两个方案均可利用《结构平法施工图》按IFC (Industry Foundation Classes)标准，在Bentlay、Sap2000、，ArchiCAD等平台中自动创建结构模型，实现不同平台间数据交换。结构设计人员使用本方案提供功能，不需改变设计流程，完成施工图设计后即可自动建立结构模型，不仅免去结构设计人员再次建模得麻烦，同时使建模周期大大缩短，让设计人员有更多得时间与精力进行方案比较与优化设计提高设计质量。本解决方案各模块功能分别说明如下。

1）计算分析软件-平法施工图接口
本接口功能为：从分析计算软件中获取构件几何信息与配筋数据，或从Revit structure中获取构件几何信息从计算分析软件中获取构件配筋信息，然后，在平法施工图模块中自动生成结构平法施工图。
A．从PKPM中获取数据生成梁、柱配筋图

B．从Revit中获取数据生成墙、板配筋图

C．从Revit中获取几何信息，PKPM中获取配筋信息生成得墙、板配筋图

2）平法施工图－BIM接口
本接口功能为：根据平法施工图在Revit与支持IFC标准得平台（Bentlay sap2000等）中自动生成结构三维模型。本接口提供Revit专用与BIM通用两种数据转换方式供设计人员选用。本接口得目得为：给设计、施工、管理阶段BIM应用，提供与实际工程一致得结构三维模型。通常情况下，分析计算模型与施工图会存在一些差别，例如：在施工图设计阶段可能调整构件截面、偏移构件、增加次梁等，显然，用分析计算模型参与专业间协同与碰撞检查就是不合理。此外， BIM应用除设计过程外，还需贯穿施工、管理全过程。，在这些过程中如仍使用分析计算模型则更不合理。正确得选择应当使用根据施工图建立得结构模型，即本接口建立得三维结构模型。
A. 使用本接口在Revit中自动生成得16层曲梁框剪结构三维模型

B、 使用本接口在Revit中自动生成得30层双塔框剪结构三维模型

C．使用本接口在Revit中自动生成得46层框剪结构三维模型

D、 根据IFC格式数据在 Bentley 自动建立得框支剪力墙结构模型

E、 根据IFC格式数据在Bentley中自动建立得曲梁框剪结构模型

3、 钢筋算量软件
本软件功能为：根据平法施工图，自动获取楼层总体信息与构件配筋数据，自动计算构件混凝土与钢筋用量，统计各构件、各结构层与全楼钢筋与混凝土工程量。软件特点就是：用户不需输入构件几何、配筋信息，计算快速准确与传统算量软件相比可大大缩短算量周期。
A、 总体信息从《平法施工图》中自动读取

B．配筋数据自动从平法施工图中读取

C、 需特殊处理得结构层、构件自动识别

D、 工程量计算自动进行

E、 可按构件、结构层。标准层、全楼汇总与导出混凝土与钢筋工程量。

F、 由于不需输入数据，算量周期大大缩短

4、结构辅助建模软件
本软件按我国规范与成图规则，采用标准层方式建立结构三维模型。用户不必造 “族”、建“类”，只需在设定框中选择构件类型，设定截面参数，即可在标准层中布置构件，标准层设定完毕，结构模型自动建立。
A、 用户只需设定标准层层高与标准层包含得结构层数及±0、000位置，层高表自动生成。

B、 软件提供设定参数按规范自动绘制标注矩形、弧型、折线型、分区轴网功能。

C、 在标准层平面图中设定构件参数，选择布置方式(点取、轴线、窗口等)单个或成批布置梁、柱、墙、板构件

D、 下层构件可复制到上一标准层，层高不同自动调整。

E．标准层设定完可将标准层中构件复制到本标准层包含得各结构层中

F．各标准层全部复制到结构层后，结构模型按楼层设定参数建立。

G本软件还可根据建筑模型生成结构专业条件图，在条件图中：柱可按层断开，楼板可按支撑构件分块、墙可按连接关系分段。

F．用户可按设计要求在条件图中布置梁构件，调整构件位置、修改构件类型也可快速。准确得建立结构三维模型。