基于Revit建筑結構施工圖表達的實用方法

陳劍佳 焦 柯 楊遠豐

(廣東省建筑設計研究院，廣州 510010)

基于Revit建筑結構施工圖表達的實用方法

陳劍佳 焦 柯 楊遠豐

(廣東省建筑設計研究院，廣州 510010)

使用Revit軟件繪制結構施工圖，通過Revit軟件的共享參數(shù)和注釋族功能實現(xiàn)平面標注與結構模型的雙向關聯(lián)。針對Revit繪制結構施工圖的難點，通過明細表表達柱配筋，通過注釋族表達梁配筋，通過詳圖大樣族表達樓板配筋，通過共享參數(shù)和注釋族實現(xiàn)墻柱梁板截面的參數(shù)化表達，通過Revit軟件的“高程點”命令實現(xiàn)構件標高的參數(shù)化標注，通過Revit軟件的視圖過濾器功能實現(xiàn)樓板的按條件自動填充。通過上述方法，充分發(fā)揮Revit的參數(shù)化功能進行結構施工圖繪制，減少繪圖量、對圖量及圖紙錯漏。

BIM；Revit；結構；施工圖

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2015.05.05

1 引言

目前，BIM技術廣泛應用于建筑專業(yè)、結構專業(yè)、設備專業(yè)的BIM設計、建筑工程施工和工程項目管理[1-6]。在出圖方面，部分建筑設計院已經(jīng)實現(xiàn)使用Revit軟件出建筑及部分設備專業(yè)的施工圖，并用于項目實踐，但是，對于結構專業(yè)，使用Revit出結構施工圖仍有一定的難度。從軟件的層面上講，要使用Revit軟件出結構施工圖，至少要滿足如下兩方面需求：

(1)使用Revit軟件表達結構的幾何形體，并實現(xiàn)二維注釋與幾何模型的聯(lián)動；

(2)使用Revit軟件表達結構構件的配筋。

目前，Revit軟件基本能滿足表達結構幾何形體的需求，因此，Revit軟件基本能滿足結構專業(yè)出初步設計圖紙的需求，因為通常的初步設計圖不需要表達配筋信息。對于表達結構構件配筋的需求，Revit軟件提供了一套三維鋼筋的建模方法。但是，Revit軟件提供的三維鋼筋建模方法與目前結構專業(yè)廣泛采用的“平面整體表示方法(簡稱：結構平法)”并不兼容，難以滿足結構平法表達的需求，同時，大量的三維鋼筋也會對軟件運行速度有極大的影響。因而，雖然Revit軟件提供了結構構件的配筋表示法，但是對于結構設計來說并不適用，這給結構專業(yè)使用Revit出施工圖帶來了一定的難度。

若要使用Revit軟件出結構施工圖，需要在熟練掌握Revit軟件功能的基礎上，靈活應用Revit軟件的特點，并結合結構平法的表達規(guī)則，探索出一套新的方法。

文獻[7-10]探討了BIM背景下的結構施工圖表達方法，但對于具體的實現(xiàn)方法并沒有給出相應的介紹。本文基于Revit軟件，給出了墻柱梁板四個結構最重要的構件的施工圖表達方法，為BIM背景下的結構施工圖繪制提供一條實用途徑。

2 共享參數(shù)與注釋族

在Revit中實現(xiàn)平法標注，并將標注的信息與模型信息相關聯(lián)，主要依靠的是Revit的共享參數(shù)和注釋族功能。

2.1 共享參數(shù)

共享參數(shù)是一類創(chuàng)建后可在構件族、注釋族、明細表中互相傳遞并雙向關聯(lián)的參數(shù)。使用共享參數(shù)時，一般先根據(jù)需要注釋的內(nèi)容創(chuàng)建共享參數(shù)文件(圖1)，之后將共享參數(shù)加載到工程文件中。

將共享參數(shù)加載到工程文件中有以下兩種方法：

(1)項目參數(shù)法

將共享參數(shù)作為“項目參數(shù)”載入到項目中，載入時選擇某一類型的族，載入后，共享參數(shù)會被載入到該類型的所有族中。該方法的優(yōu)點為：不需要對構件族進行修改，當項目使用多種構件族，或者是使用某些軟件自帶的構件族時，用這個方法會比較方便。其缺點為：項目參數(shù)不能與構件族的原參數(shù)進行關聯(lián)或運算，所有參數(shù)的具體值都需要手動輸入。

(2)族參數(shù)法

將共享參數(shù)作為族參數(shù)載入到構件族中。該方法也有一定的優(yōu)缺點。其優(yōu)點為：共享參數(shù)添加到構件族中后等同于族參數(shù)，可以與原有族參數(shù)進行關聯(lián)和運算，充分發(fā)揮BIM的信息共享、聯(lián)動優(yōu)勢。其缺點為：需要對原有的族進行修改，因而，對于樓板之類無法修改的系統(tǒng)族，無法使用該方法。

工程中應根據(jù)實際需要選擇共享參數(shù)的載入方法。一般來說，由于族參數(shù)法可以與原構件族的族參數(shù)進行聯(lián)動，因而，當需要標注構件截面或其他尺寸信息時，通常是采用族參數(shù)法，對于本身就需要用戶輸入的信息，如配筋值等，可以使用項目參數(shù)法。但對于無法編輯修改的系統(tǒng)族，則只能使用項目參數(shù)法。

2.2 注釋族

注釋族是一類可以讀取共享參數(shù)值的族，一般用于對三維構件的二維注釋，制作標注共享參數(shù)信息的標簽通常采用Revit的“公制常規(guī)標記”族樣板。不同注釋族的區(qū)別主要看兩個方面：

(1)該注釋族是哪種族類型的注釋；

(2)該注釋族的標簽關聯(lián)了哪些參數(shù)。

注釋族通過添加相應的標簽，并在標簽中添加相應的參數(shù)，加載到項目中后，就能在相應構件上讀取到相應的參數(shù)，如圖2所示。

圖2 注釋族的使用流程

注釋族只能讀取作為共享參數(shù)的族參數(shù)信息，而不能讀取非共享參數(shù)的族參數(shù)信息。比方說，一個梁構件族有“梁寬”、“梁高”兩個參數(shù)，但是注釋族無法直接讀取這兩個參數(shù)，要通過注釋族來標注“梁寬”、“梁高”，需要經(jīng)過下面幾個步驟：

(1)創(chuàng)建“梁截面寬”、“梁截面高”兩個共享參數(shù)；

(2)將“梁截面寬”、“梁截面高”共享參數(shù)作為族參數(shù)加載到梁構件族中；

(3)在族參數(shù)編輯器中將“梁截面寬”、“梁截面高”共享參數(shù)分別與“梁寬”、“梁高”族參數(shù)相關聯(lián)；

(4)創(chuàng)建注釋族，將注釋族的類型設定為“結構框架標記”；

(5)在注釋族中添加標簽，并將“梁截面寬”、“梁截面高”共享參數(shù)作為參數(shù)加載到標簽；

(6)將注釋族載入到項目中，選擇梁構件讀取“梁截面寬”、“梁截面高”共享參數(shù)。

3 墻柱平面圖

3.1 柱施工圖表達

通常柱施工圖中需要標注的內(nèi)容有：柱編號、柱序號、柱寬、柱高、柱角筋、柱側(cè)邊鋼筋、柱箍筋、箍筋肢數(shù)。柱施工圖的注釋建議采用族參數(shù)法進行，因為需要注釋柱截面信息，并且對于不同類型的結構柱，需要注釋的內(nèi)容可能不同。對于矩形混凝土柱，需要的共享參數(shù)見表1，對于異形柱或鋼管柱，可根據(jù)實際情況增加相應的參數(shù)(注：Revit中一般使用“Revit”字體表達結構鋼筋符號，其中“&”表示HRB400級鋼筋，下文表格中均以“&”表示HRB400級鋼筋)。

基于目前的軟件功能，柱平法施工圖的標注方法可以有兩種：

表1 柱共享參數(shù)

(1)柱表法

先針對柱表中需要表達的信息，制作相應的共享參數(shù)文件，再將共享參數(shù)載入到柱族中，通過明細表讀取柱族中的參數(shù)信息，并形成柱配筋表，如圖3所示，該方法可以實現(xiàn)信息的雙向關聯(lián)。

(2)詳圖大樣法

制作參數(shù)化的柱配筋大樣(圖4)，用柱配筋詳圖大樣來表示柱配筋，但是該方法也有其不足之處，即柱配筋大樣的參數(shù)信息與結構柱的參數(shù)信息沒有關聯(lián)性。

圖3 Revit明細表創(chuàng)建的柱表

圖4 柱配筋詳圖大樣族

3.2 剪力墻開洞的平面表達

Revit提供了多種剪力墻開洞的方法。但是為了使剪力墻開洞的平面表達能滿足平法施工圖的需要，并且能用注釋族關聯(lián)開洞信息，如洞底標高、開洞尺寸等，建議采用建筑的窗族來創(chuàng)建剪力墻洞口。創(chuàng)建用來表示剪力墻開洞的窗族時可直接使用Revit自帶的“公制窗”族樣板，通過在窗族中繪制符號線來表達開洞符號(圖5)，符號線在三維視圖中不顯示(圖6)，僅當洞口被視圖剖切到時在平面視圖中顯示(圖7)。

圖5 只添加符號線的窗族

圖6 剪力墻開洞三維圖

圖7 開洞的平面表達

3.3 剪力墻暗柱區(qū)的配筋表達

剪力墻配筋圖中單片剪力墻可分為墻身區(qū)域、暗柱區(qū)域、邊緣構件區(qū)域，但Revit中墻體無法進行區(qū)域分割。并且，由于剪力墻邊緣構件的形狀及配筋方式無法窮舉，因而無法通過在Revit中用自建“族”的方法來完全解決該問題。再者，即使創(chuàng)建了完備的剪力墻配筋詳圖族，也無法使其與構件配筋信息相關聯(lián)。因而，在Revit中繪制剪力墻配筋圖一直為本專業(yè)的難點。經(jīng)過多種方法的探討，本文提出一套目前較為可行的實現(xiàn)方法，主要實現(xiàn)方法如下：

(1)采用Revit“填充區(qū)域”功能繪制邊緣構件區(qū)域；

(2)在“填充區(qū)域”的“注釋”屬性中填寫邊緣構件編號；

(3)通過“注釋族”標注邊緣構件編號；

(4)在剪力墻圖元的“注釋”屬性中填寫墻身編號；

(5)剪力墻配筋詳圖在CAD中繪制，然后導入Revit。

該方法質(zhì)量可靠，避免了繁瑣的建族問題。但是剪力墻的配筋詳圖需要從CAD中導入，并且詳圖信息無法與構件屬性信息相關聯(lián)。

圖8 暗柱區(qū)域表達

圖9 暗柱配筋表達

4 梁平面圖

使用BIM平臺繪制梁施工圖，與傳統(tǒng)方法相比，有如下優(yōu)勢：

(1)梁截面標注與真實截面信息相關聯(lián)，不會出現(xiàn)模板圖梁截面與配筋圖梁截面不對應的情況;

(2)梁面標高標注與真實梁面標高相關聯(lián)，不會出現(xiàn)圖中表達內(nèi)容與設計師原設想不對應的情況;

(3)不需要人為設置梁線的虛實關系，也不需要對相交處的梁線進行打斷處理。

4.1 注釋內(nèi)容

模板圖中需要注釋的內(nèi)容包括：梁編號、梁跨號、梁截面、梁面標高。梁配筋圖中需要注釋的內(nèi)容包括：梁集中標注、梁原位標注。其中，梁集中標注主要內(nèi)容為：梁編號、梁跨號、總跨數(shù)、截面、對稱標記、箍筋、架立筋、底筋、腰筋、標高；梁原位標注主要內(nèi)容為：截面、箍筋、架立筋、底筋、腰筋、標高、左負筋、右負筋，梁原位標注中，與集中標注相同的內(nèi)容不標注。

結合Revit的實際情況，建議對梁的注釋采用族參數(shù)法進行。先針對需要注釋的內(nèi)容創(chuàng)建共享參數(shù)，再將共享參數(shù)添加到梁族中，成為梁的族參數(shù)，為實現(xiàn)標注內(nèi)容與真實的梁截面同步更改，個別共享參數(shù)(如梁寬、梁高)需要與梁的相應族參數(shù)相關聯(lián)。梁需要的共享參數(shù)見表2。

表2 梁共享參數(shù)

4.2 模板圖中的梁注釋

模板圖中主要標注的是梁的編號、截面和標高，表示梁截面的共享參數(shù)應設置為與梁的截面參數(shù)相關聯(lián)，不需要由用戶輸入。梁編號需要用戶輸入，但是可以使用二次開發(fā)的方法實現(xiàn)自動編號。為避免出現(xiàn)兩個梁圖元擁有同一編號、跨號的情況，編號、跨號均相同的梁應使用同一個圖元。

梁面標高宜采用系統(tǒng)的“高程點”命令進行標注，按照傳統(tǒng)的習慣，若梁面標高與板面標高相同，則不需要標注梁面標高，可僅對梁面標高與板面標高不同的梁進行標注。

圖10 模板圖中梁注釋效果

4.3 配筋圖中的梁注釋

配筋圖中梁的注釋方法與模板圖中的注釋方法基本相同，其注釋效果如圖11所示。

圖11 配筋圖中梁注釋效果

使用Revit出施工圖時，普遍反映工作效率不如傳統(tǒng)的CAD制圖法。梁配筋圖的信息量大，且大部分信息都需要用戶自己輸入，因而效率問題顯得尤為突出。為提高工作效率，有以下兩種方法：

(1)由于梁配筋信息的信息量太大，并且基于目前的平法規(guī)則，有些配筋并不需要在圖面上表達出來，因此，為提高工作效率，在配筋圖中對梁進行標注時，可以只填寫需要標注的信息，不標注的信息不填寫；

(2)可以利用標簽內(nèi)容與參數(shù)的雙向關聯(lián)性，先在需要標注的地方附上標簽，然后通過填寫標簽來加入?yún)?shù)。

圖12 標簽內(nèi)容的修改對話框

5 樓板平面圖

5.1 注釋內(nèi)容

對于板施工圖，需要注釋的內(nèi)容主要有：板面標高、板厚、板面筋、板底筋。當使用樓板集中標注時，尚需要標注：板塊編號、貫通鋼筋。貫通鋼筋包括：上部X向貫通鋼筋、上部Y向貫通鋼筋、下部X向貫通鋼筋、下部Y向貫通鋼筋。

由于樓板族無法編輯，共享參數(shù)不能添加到族參數(shù)中，只能使用“項目參數(shù)法”添加樓板參數(shù)。樓板需要的共享參數(shù)見表3，主要用于樓板集中標注，若施工圖中沒有對樓板進行集中標注，可不必創(chuàng)建樓板共享參數(shù)文件。

5.2 板厚標注

Revit沒有提供直接讀取結構樓板厚度的方法，一般來說，板厚標注可以有兩種方法：

表3 樓板共享參數(shù)

第一種方法是將樓板族類型名設為相應的厚度名。如120厚的樓板，其族類型名為“h=120”。通過使用注釋族讀取樓板的類型名來實現(xiàn)對樓板板厚的標注，如圖13所示，該方法可以實現(xiàn)注釋內(nèi)容與樓板實際厚度的關聯(lián)性，但也會帶來其他問題，比如厚度一樣，標號不同的混凝土樓板無法區(qū)分。

圖13 板厚注釋方法一

第二種方法是混凝土類型名用“材質(zhì)+厚度”的方式命名，比如“C30鋼筋混凝土樓板120”。標注板厚時先在樓板的類型參數(shù)如“注釋”或“標記”里填上樓板厚度，如“h=120”，再標注該參數(shù)，如圖14所示。標注文字與樓板實際厚度的關聯(lián)性可以通過二次開發(fā)的方法解決。

圖14 板厚注釋方法二

5.3 板面標高標注

板面標高的標注采用系統(tǒng)的“高程點”命令，新建板面標高的高程點族類型，設置“符號”屬性為“高程點”，選擇需要標注的樓板即可進行標高標注，如圖15所示。

圖15 板面標高注釋

5.4 樓板填充

繪圖中經(jīng)常用填充來表示一定區(qū)域內(nèi)樓板的厚度、配筋或標高。在Revit中，對樓板進行填充有兩種方法：

(1)使用Revit的“填充區(qū)域”功能，沿樓板邊緣繪制一個輪廓線來指定填充范圍；

圖16 填充區(qū)域按鈕

(2)使用Revit的過濾器功能，在視圖設置中添加一個過濾器，并設定過濾條件，可以實現(xiàn)對滿足該條件的樓板的自動填充。如要對降板-400mm的衛(wèi)生間沉板進行自動填充，可設定過濾條件為“自標高的高度偏移”為“-400”，并設置好填充樣式，軟件會自動篩選降板-400的樓板，并自動進行填充。

使用過濾器的好處是Revit會根據(jù)篩選條件自動改變填充及樣式，缺點是對于未設定過濾器的板厚、標高等，Revit均不作處理，因此需要特別注意視圖中有沒有未填充(或附色)的樓板，以免出現(xiàn)標注遺漏的情況。

圖17 過濾器設置

5.5 板筋標注

板筋的集中標注通過“項目參數(shù)法”進行，參考表3制作共享參數(shù)文件，并將共享參數(shù)作為項目參數(shù)加載到工程文件中，通過注釋族讀取參數(shù)信息即可實現(xiàn)板筋的集中標注，如圖18所示。

圖18 樓板集中標注

分離式的板筋標注借助于詳圖大樣族，大樣族仿照傳統(tǒng)繪圖方法繪制出的板筋進行制作，利用Revit的參數(shù)化功能可以實現(xiàn)板筋長度的參數(shù)化表達，可以通過參數(shù)來控制板筋的長度，不必像傳統(tǒng)繪圖方法一樣用“拉伸”命令繪制出大致的長度。制作出來的詳圖大樣族如圖19、圖20所示。

圖19 負筋族

圖20 底筋族

詳圖大樣法可以表示常見的配筋情況，如圖21、圖22所示，并且繪制的方法與傳統(tǒng)方法相似，繪圖速度與傳統(tǒng)方法幾乎沒有差別。但其缺點是詳圖大樣僅僅作為圖例存在，與樓板并沒有實際的信息關聯(lián)。

圖21 板負筋的平面表達

圖22 板底筋的平面表達

6 結論

Revit軟件提供了一個較為成熟的BIM平臺，利用Revit軟件的信息關聯(lián)功能，實現(xiàn)圖紙標注與真實模型的關聯(lián)，減少結構專業(yè)內(nèi)部因多次修改容易產(chǎn)生的錯漏及對圖工作量。利用Revit中族的概念，改進工程師的繪圖方法，將繪圖轉(zhuǎn)變?yōu)榻?。結構施工圖需要注釋的內(nèi)容較多，目前軟件的族庫不能滿足使用Revit出結構施工圖的要求，但是只要找到可行的表達方法，工程師可以通過一定時間的工程積累完善族庫，逐步提高Revit的使用效率。為找到基于Revit軟件的結構施工圖表達方法，結合Revit的軟件功能與傳統(tǒng)施工圖采用的結構平法，對BIM背景下墻、柱、梁、板的施工圖表達進行探討。主要結論如下：

(1)在Revit中實現(xiàn)平法標注信息與模型信息的關聯(lián)性，主要依靠的是Revit的共享參數(shù)和注釋族功能；

(2)對共享參數(shù)的使用可分為“項目參數(shù)法”、“族參數(shù)法”兩種方法；

(3)柱編號與配筋注釋建議采用“族參數(shù)法”，柱配筋的表達可借助于明細表或配筋詳圖大樣；

(4)剪力墻開洞建議采用加符號線的窗族，以方便平面表達；

(5)剪力墻暗柱區(qū)的表達為專業(yè)難點，建議在平面圖上使用“區(qū)域填充”進行繪制，配筋大樣在CAD中完成；

(6)結構梁在梁模板圖、梁配筋圖中的注釋建議采用“族參數(shù)法”，其標高信息的標注可借助于“高程點”命令；

(7)樓板板厚的標注，可以將樓板的族類型名根據(jù)樓板厚度命名，或?qū)⒑穸葮俗⑻钊肫渥⑨寣傩灾?，再用注釋族進行標注；

(8)樓板填充可以采用“區(qū)域填充”、“視圖過濾器自動填充”兩種方法，考慮到信息的一致性和聯(lián)動性，建議采用“視圖過濾器自動填充”方法；

(9)樓板板面標高的標注借助于“高程點”命令，以實現(xiàn)其參數(shù)化表達；

(10)樓板配筋的表達可采用“項目參數(shù)法”，對于分離式配筋，采用配筋詳圖大樣進行表達。

[1]何永祥，潘志廣，黃世超. BIM技術在施工圖繪制中的應用研究[J]. 土木建筑工程信息技術, 2013, 5(2): 15-22.

[2]趙清清，劉巖，王宇. 基于BIM的平法施工圖表達探討[J]. 土木建筑工程信息技術, 2012, 4(2): 64-70.

[3]劉雋，孟凡貴，尉夢凡，等. 國家會展中心(天津)項目BIM實施管理研究[J]. 土木建筑工程信息技術, 2014, 6(6): 58-63.

[4]劉睿，馬健，沈華麟. 基于Revit建模的電力工程量統(tǒng)計案例研究[J]. 土木建筑工程信息技術, 2014, 6(6): 71-75.

[5]金偉強，李明照. 基于BIM技術的設施管理SWOT分析[J]. 土木建筑工程信息技術, 2015, 7(1): 25-29.

[6]龍輝元. BIM技術應用于結構設計的探討與案例[J]. 土木建筑工程信息技術, 2010, 2(4): 89-93.

[7]董愛平. 基于Revit的結構平法施工圖運用研究[J]. 土木建筑工程信息技術, 2015, 7(1): 44-48.

[8]何永祥，潘志廣，黃世超. BIM技術在施工圖繪制中的應用研究[J]. 土木建筑工程信息技術, 2013, 5(2): 15-22.

[9]趙清清，劉巖，王宇. 基于BIM的平法施工圖表達探討[J]. 土木建筑工程信息技術, 2012, 4(2): 64-70.

Express Structural Construction Drawing by Revit

Chen Jianjia, Jiao Ke, Yang Yuanfeng

(ArchitecturalDesignandResearchInstituteofGuangdongProvince,Guangzhou510010,China)

This paper studies how to draw structural drawings and realize bidirectional association between 2D drawing label and 3D model through shared parameters and label family with Revit. To solve the problems in expressing structural drawing by Revit, the paper uses detailed lists to express column reinforcements, label family to express beam reinforcements, detailed drawing family to express slab reinforcements, and shared parameters and label family to realize parametric expression of sections of structural components. Through high level command of Revit, levels of structural components are expressed and through user-defined conditions, automatic stuffing of slabs is realized. With these methods, the parametric functions of Revit can be fully applied to reduce workload and improve drawing quality.

BIM; Revit; Structure; Construction Drawing

陳劍佳(1989-)，男，助理工程師。主要從事建筑結構設計和結構BIM研究。 焦柯(1968-)，男，教授級高工。主要從事結構分析軟件研發(fā)和復雜結構計算分析工作。

TU37；TU17

A

1674-7461(2015)05-0028-07