初探BIM與木結(jié)構(gòu)：使用Revit創(chuàng)建木制框架墻

高 晶 張拓鉦

BIM（建筑信息模型）英文全稱為Building Information Modeling，是一種新的工程建設(shè)流程和技術(shù)。BIM技術(shù)由三維建筑模型技術(shù)發(fā)展而來，但與傳統(tǒng)意義上的三維模型有本質(zhì)不同，BIM模型中包含有工程項目全生命周期中所需要的數(shù)據(jù)信息，既包括幾何信息，也包括非幾何信息。幾何信息如建筑構(gòu)件的尺寸、空間位置，非幾何信息如建筑構(gòu)件的材質(zhì)、顏色、物理特性等?；贐IM技術(shù)，BIM模型成為工程項目的數(shù)據(jù)載體，從業(yè)主前期策劃，到設(shè)計單位方案設(shè)計、施工圖設(shè)計，到施工單位施工建造，再到竣工交付后運營維護等各個階段的信息都可以不斷集成到BIM模型中，從而實現(xiàn)了工程數(shù)據(jù)傳遞的一致性、完整性，最大程度地減少了各個階段交付環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息損失?？梢哉J為，BIM模型是真實建筑物基于計算機技術(shù)的數(shù)字化記錄。當(dāng)政府管理部門、業(yè)主、設(shè)計、施工、運營等各方人員需要獲取建筑信息時，例如需要圖紙、材料統(tǒng)計、施工進度等，都可以從該模型中快速提取。

BIM技術(shù)的普及應(yīng)用是當(dāng)前工程建設(shè)領(lǐng)域里面的一件大事情。目前在建設(shè)領(lǐng)域的各個行業(yè)都已有成功的項目應(yīng)用案例。將BIM技術(shù)應(yīng)用于木結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，可在工程設(shè)計、施工組織以及項目維護等方面提供極大的幫助。

1 BIM與Revit

Revit是實現(xiàn)BIM技術(shù)應(yīng)用的一款軟件。BIM由三維CAD技術(shù)發(fā)展而來，但其目標比CAD更為高遠，功能更為強大。如果說CAD是為了提高建筑師的繪圖效率，BIM則致力于改善建筑項目全生命周期的性能表現(xiàn)和信息整合。實現(xiàn)BIM的方法，是通過計算機建立三維模型，將模型自動生成的信息與設(shè)計師、建造師、設(shè)備維護工程師以及業(yè)主所需要表達的所有信息存儲在模型中，并與模型實時關(guān)聯(lián)。繼2002年2月收購Revit技術(shù)公司之后，歐特克即提出了BIM這一術(shù)語，并將“建筑信息模型(BIM)”作為其戰(zhàn)略愿景，以探討利用BIM技術(shù)提供更具效率和效能的流程，來支持、加速建筑行業(yè)的發(fā)展，同時也是為了將這種技術(shù)與市場上較為常見的3D繪圖工具相區(qū)別。

目前多家軟件廠商都有支持BIM應(yīng)用的產(chǎn)品。面向建筑生命周期的歐特克BIM解決方案以Autodesk Revit軟件產(chǎn)品創(chuàng)建的智能模型為基礎(chǔ)，配合一套多個軟件，實現(xiàn)強大的解決方案，以擴大BIM的效用，其中包括項目虛擬可視化和模擬軟件，AutoCAD文檔和專業(yè)制圖軟件，以及數(shù)據(jù)管理和協(xié)作軟件。由此可見，Revit是BIM概念和理論的一個基礎(chǔ)技術(shù)支撐，為BIM理念的實踐和部署提供了工具和方法。

2 使用Revit創(chuàng)建木制框架墻

Revit為木結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一些專門功能，以支持設(shè)計師以參數(shù)化方法進行木結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計。筆者以加拿大木業(yè)協(xié)會一幅資料圖片為例（如圖1所示）簡要介紹使用Revit 軟件創(chuàng)建一組木制框架墻的方法，圖2是創(chuàng)建的木制框架墻模型示例。

圖1 加拿大木業(yè)協(xié)會資料圖片F(xiàn)ig.1 Canadian Wood Association publicity document

圖2 創(chuàng)建的木制框架墻模型Fig.2 Wooden frame wall model

使用Revit軟件創(chuàng)建模型，首先是創(chuàng)建一個新的“Revit”項目，如圖3所示。這個Revit“項目”就是一個模型數(shù)據(jù)庫，其中包括有三維構(gòu)件，以及與三維構(gòu)件關(guān)聯(lián)的二維視圖、構(gòu)件屬性、圖紙表格等。

圖3 創(chuàng)建一個新的“項目”Fig.3 Create a new “project”

然后按照以下步驟操作：

1) 創(chuàng)建基礎(chǔ)，放置底梁，然后繪制一道墻體，如圖4所示。

圖4 繪制墻體Fig.4 Draw wall

2) 插入門窗，然后選中墻體，點擊【Extensions】→【建?！俊灸局瓶蚣軌Α棵睿蜷_“木制框架墻”對話框，如圖5所示。

3) 在左側(cè)邊欄選擇【豎框和外框】命令，在右側(cè)界面中設(shè)置豎框的相關(guān)參數(shù)，如圖6所示。

圖5 打開“木制框架墻”對話框Fig.5 Open the wooden frame wall dialog box

圖6 編輯豎框Fig.6 Edit the mullion

4) 選擇【外部框架】命令，設(shè)置邊柱和頂、底板類型，如圖7所示。

圖7 選擇邊柱和頂、底板類型Fig.7 Select the side column and the top and bottom types

5) 選擇【開孔】命令，編輯門的開孔，設(shè)置開孔邊框參數(shù)，如圖8所示。

圖8 設(shè)置門邊框Fig.8 Set door borders

6) 選擇【開孔】命令，編輯窗的開孔，設(shè)置窗開孔上部豎梃參數(shù)，如圖9所示。

圖9 設(shè)置窗上部豎梃Fig.9 Set the window jamb

7) 設(shè)置完成的門開孔邊框和過梁，如圖10所示。

圖10 門開孔的邊框和過梁Fig.10 The frame and the door lintel

8) 設(shè)置完成的門、窗開孔的上部和下部豎梃，如圖11所示。

圖11 門窗的上部和下部豎梃Fig.11 The upper and lower jamb

9) 替換門窗的材質(zhì)為“木材”，如圖12所示。

10) 創(chuàng)建木框架墻的墻面材質(zhì)?？梢酝ㄟ^“設(shè)置材質(zhì)”功能將“基本墻”構(gòu)造修改為“木夾板”，墻體厚度按照實際使用的木夾板厚度進行設(shè)定，這樣就使墻體設(shè)計一步完成?；緣Φ膶傩栽O(shè)置如圖13所示；將基本墻修改為木夾板墻的【設(shè)置材質(zhì)】功能如圖14所示；木夾板墻體與木框架的三維剖視圖如圖15所示。

圖12 替換門窗的材質(zhì)為“木材”Fig.12 Change the material of doors and windows to "wood"

圖13 基本墻Fig.13 Base wall

圖14 木夾板墻設(shè)置Fig.14 Set wood clip wall

11）使用Revit的【數(shù)量/明細表】功能，生成木結(jié)構(gòu)框架墻材料清單，如圖16所示。

以上樣例操作過程中，應(yīng)用Revit的 Extensions（速博插件）創(chuàng)建了木結(jié)構(gòu)框架墻，創(chuàng)建要點：首先創(chuàng)建一個基本墻體，插入門和窗，然后在 Extensions中設(shè)置為木制框架墻。與此同時，軟件系統(tǒng)將自動統(tǒng)計材料用量，使用軟件的明細表功能，即可生成木結(jié)構(gòu)框架墻材料清單。

圖15 木夾板與木框架Fig.15 Wood splint and wood frame

圖16 木結(jié)構(gòu)框架墻材料明細表Fig.16 List of wood structural wall materials

3 結(jié)語

Revit提供的木結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計功能還有【椽框架】、【框架生成器】和【屋頂桁架】，除此以外，還可以利用Revit碰撞檢測功能對整個項目各個專業(yè)的構(gòu)件進行碰撞檢查、凈高控制，以及進行木結(jié)構(gòu)工程的施工工藝工法模擬、可視化技術(shù)交底、施工進度控制等。

Revit 能夠很好地滿足木結(jié)構(gòu)工程設(shè)計施工等階段的BIM應(yīng)用需求，限于篇幅，筆者僅對使用Revit 軟件創(chuàng)建木制框架墻作一簡單介紹，希望為木結(jié)構(gòu)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用起到拋磚引玉的作用。

[1] 秦軍. Autodesk Revit Architecture 201x建筑設(shè)計全攻略[M]. 北京:中國水利水電出版社, 2010.

[2] 席佳, 趙榮軍, 費本華, 等. 木結(jié)構(gòu)建筑的墻體組成簡介[]. 林產(chǎn)工業(yè), 2010, 37(2):45-47.