Revit在平法識圖與鋼筋翻樣實訓課的應用

楊友文

(廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)大學城鄉(xiāng)建設(shè)學院，廣西 南寧 530000)

0 引言

《平法識圖與鋼筋翻樣》是高職院校土建類專業(yè)的一門重要的核心課程，主要教學內(nèi)容分為施工圖識圖和鋼筋計算兩大部分，圍繞建筑結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法(簡稱“平法”)展開，即按照平法識讀鋼筋混凝土建筑的結(jié)構(gòu)施工圖，并計算鋼筋的下料尺寸和根數(shù)。由于缺少工程實踐經(jīng)驗、G101平法圖集相對抽象、鋼筋計算原理和步驟比較復雜等原因，學生學習起來普遍感到很吃力，教學效果也不好。為了改變這種狀況，很多學者提出并實踐了不少解決方法，如利用BIM(建筑信息模型，Building Information Modeling)技術(shù)將基本構(gòu)件制作成三維數(shù)字模型使之變得直觀形象等，也取得了諸多成果。本文對在《平法識圖與鋼筋翻樣》的實訓課中應用BIM軟件中的Revit進行輔助教學展開探討。

1 當前實訓課采用的主要方式與應用Revit的對比

《平法識圖與鋼筋翻樣》課程講解的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括基礎(chǔ)、柱、梁、板、樓梯和剪力墻等，每一部分又分為理論和實踐兩小部分，且理論先于實踐。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，很多教師和學者將其引入理論課的課堂，利用其可視化的優(yōu)點，將簡化的二維平法圖形轉(zhuǎn)化成直觀形象的三維模型，緩解了學生沒有工程實踐經(jīng)驗難以想象實際構(gòu)件內(nèi)部鋼筋構(gòu)造的難題，大大提高了理論課的教學效果，為實訓課的開展做了很好的準備，如堯國皇等[1]運用ProStructures軟件制作三維動畫演示鋼筋的排布、連接和錨固等，王小華等[2]運用廣聯(lián)達計算軟件等模擬鋼筋構(gòu)造?，F(xiàn)代信息技術(shù)為理論課提供了越來越多的虛擬仿真工具，但在側(cè)重于實物操作的實訓課里應用得較少。

《平法識圖與鋼筋翻樣》是一門實踐性很強的課程，實訓課是其不可或缺的部分，高職院校都將實訓課的課時安排到此門課程總課時的50%以上，多于理論課。簡單來說，本門課側(cè)重于教會學生看懂結(jié)構(gòu)圖和鋼筋下料計算這兩個實用的基本功，實訓課教學效果的好壞決定了學生能否真正學以致用[3]。實訓課可以采用的方式有多種，目前，常見的有到校外施工現(xiàn)場參觀和在校內(nèi)制作微縮模型。

1)施工現(xiàn)場參觀。此種方式最接近工程實際，能讓學生接觸到比課堂圖片和視頻更豐富多樣的構(gòu)造實物，使其可以近距離觀察到最真實的鋼筋下料和綁扎的技術(shù)要點和主要流程。但很多高職院校開展此種方式的實訓課難度較大，因為從安全和工程進度考慮，適合并接受學生進場參觀的工地不多；從經(jīng)費和時間考慮，多次參觀會形成較大投入，安排和交通花費較多時間；從教學效果考慮，由于工地現(xiàn)場情況復雜，學生注意力容易分散，很多人走馬觀花，沒有關(guān)注到要學的內(nèi)容。

2)制作微縮模型。使用微縮模型是一種傳統(tǒng)的教學方式。不少學者對其開展課題研究和教學實踐，如舒靈智[4]在實訓課中應用鋼筋骨架微縮模型，一些高職院校的《平法識圖與鋼筋翻樣》課教師也常常采用這樣的方式鍛煉學生的實踐動手能力，有的培訓機構(gòu)還專門為學校制作了微縮模型的教具進行推廣。此種方式一般是將實際構(gòu)件按一定比例縮小后，用塑性較好的電線剪裁成需要的長度，按照施工圖紙中構(gòu)件的鋼筋彎折和放置要求，用細鐵絲綁扎成型。實訓課中制作微縮模型能大大提高學生的學習興趣、實踐動手能力和團隊合作精神，但是也存在一些可以改進的地方，比如：模型縮小之后全部尺寸需要換算且不易準確度量，加上電線直徑與鋼筋直徑和等級不能一一對應，以及電線存在彎折不筆直的情況，造成模型中電線長度和位置擺放不夠精準，不能鍛煉學生對尺寸和位置的準確控制；需要消耗電線、細鐵絲和配套工具，尤其是采購培訓機構(gòu)制作的微縮模型教具，都會帶來一定的采購經(jīng)費支出；無意中會使部分學生產(chǎn)生一定的誤解，以為將來的工作內(nèi)容可能是在施工現(xiàn)場綁扎鋼筋。當然，每種方式都有優(yōu)點和不足之處，制作微縮模型是高職教師普遍認可的一種較好的實訓方式。

3)Revit仿真模擬。這是本文提出的一種方式。將實訓課安排到仿真機房進行，由學生對結(jié)構(gòu)圖識讀并計算后，使用Revit軟件在虛擬空間繪制基本構(gòu)件的鋼筋并正確擺放。這種方式能精準地模擬構(gòu)件中鋼筋的長度和擺放位置，不需要縮放；利用軟件的工具可以快速準確地檢查學生仿真鋼筋模型的制作準確性，評判實訓的效果；利用已有的機房電腦和軟件，不需要另外增加經(jīng)費支出和進行場地改造；做好的仿真模型方便復制保存，有利于學生反復研究；實訓課交叉融合了BIM軟件的練習，有利于培養(yǎng)學生綜合運用兩門課程的能力。

2 Revit與其他軟件應用于實訓課的對比

BIM軟件眾多，目前國內(nèi)用于土建計量的廣聯(lián)達系列軟件能在設(shè)置好鋼筋計算和擺放規(guī)則的前提下，根據(jù)CAD圖紙中的鋼筋平法表示標記，快速自動地完成建筑中大部分主要構(gòu)件的鋼筋建模。雖該軟件方便快捷，在實際工程中可大大提高鋼筋建模和統(tǒng)計效率，但對于《平法識圖與鋼筋翻樣》教學來說，從平法圖紙到鋼筋模型構(gòu)建的過程過于自動化，不能讓學生看到具體的過程，不利于學生訓練識圖、手算和擺放鋼筋等相對基礎(chǔ)的能力。

Revit軟件是BIM的核心建模軟件，有建筑、設(shè)備和結(jié)構(gòu)三個專業(yè)的建模功能，其中結(jié)構(gòu)選項卡有繪制鋼筋的工具。雖然這些工具不具有從CAD平法圖紙自動轉(zhuǎn)換成三維鋼筋模型的功能，但提供了基本的繪制功能，可以幫助逐根繪制和擺放鋼筋，很適合用來進行單根鋼筋下料這樣的小練習。

3 Revit在實訓課中的具體應用過程

《平法識圖與鋼筋翻樣》實訓課涉及的構(gòu)件較多，如梁、板、柱、樓梯、基礎(chǔ)和剪力墻等，各個構(gòu)件中鋼筋的種類又分多種，這里僅以梁的箍筋為例，說明Revit軟件在實訓課中的應用過程。

本實訓課以任務(wù)驅(qū)動法和小組討論法為主，學生按3人左右為一組分別完成任務(wù)，實訓內(nèi)容分為識圖、計算和建模三部分，全部過程可用流程圖表示(如圖1所示)。

給學生實訓的平法圖紙以單跨框架梁為宜，圖中有必要將作為支座的框架柱也表示出來，學生需要從柱邊開始確定箍筋的起步距離。圖2，圖3是用于箍筋建模實訓的例子，單跨框架梁平法圖見圖2，繪制好的箍筋模型見圖3。

在實訓的過程中，教師可以利用Revit軟件的屬性面板和鋼筋集功能面板(如圖4所示)，以及一些尺寸測量工具，快速檢查和發(fā)現(xiàn)學生識圖、計算和建模的錯誤。對于個別學生的錯誤，可以當面指點糾正，對于多名學生的錯誤，則可以在機房廣播系統(tǒng)中使用現(xiàn)有的Revit三維模型進行直觀地演示說明。

Revit軟件可以讓學生便捷地看到精確到毫米的尺寸實時數(shù)據(jù)，準確地控制箍筋的擺放位置，還可以切換到任意視角觀察箍筋的三維形態(tài)，也可以設(shè)置隱藏線、著色和真實等不同的視覺樣式。經(jīng)過在實訓課中識圖、計算和使用Revit軟件繪制箍筋，學生進一步明確了加密區(qū)的范圍和間距、起步距離等等，對箍筋的三維空間關(guān)系有了更加清晰直觀的深刻認識，而且得到了練習BIM軟件的操作機會。

Revit軟件功能強大，除了可以繪制框架梁箍筋，也可以快速繪制其他構(gòu)件的鋼筋，如框架梁支座負筋、框架柱縱筋和樓梯分布筋等。不同的鋼筋，繪制的方法稍有區(qū)別，在實訓課上設(shè)計的流程和選用的圖紙及實例也需要做出調(diào)整。

將Revit軟件應用于實訓課除了要求教師會操作Revit，還要求學生經(jīng)過Revit課程的學習并切實掌握鋼筋的主要繪制方法。由于這是兩門課程交叉融合進行實訓，學生往往會感到吃力，加上有的學生對Revit操作技能沒有掌握扎實，因此，應用Revit進行實訓課需要注意以下問題：

1)實訓前，應對Revit鋼筋繪制的基本操作做簡短地復習，實訓過程涉及軟件操作的內(nèi)容以老師演示為主，涉及鋼筋構(gòu)造的實訓內(nèi)容，以學生自主計算和操作為主，必要時教師可以先帶領(lǐng)學生一步步做軟件基礎(chǔ)操作，待學生熟悉后開始實訓。

2)實訓的內(nèi)容也要循序漸進，從鋼筋保護層厚度開始，到箍筋繪制，然后到柱縱筋，再到梁縱筋等等，由淺入深，由簡單到復雜進行講解和訓練。

3)為了方便學生直接開始主要內(nèi)容鋼筋的繪制，教師可以提前繪制和放置好其他鋼筋，將該模型通過機房系統(tǒng)群發(fā)到每名學生的電腦上。

在克服了初期對軟件操作的不適應后，學生會在這樣的實訓課中對鋼筋構(gòu)造有更加方便、準確和直觀的了解，獲得一定的成就感。當然，對于已經(jīng)在Revit課程學習中掌握了鋼筋繪制技能的班級，開展這樣的實訓就會簡單很多。

4 Revit應用于實訓課的不足之處

由于涉及《平法識圖與鋼筋翻樣》和《建筑BIM技術(shù)》兩門課程的內(nèi)容，本實訓方式也存在一定的不足之處。因為開展這樣的實訓前提是《平法識圖與鋼筋翻樣》教師能夠熟練操作Revit軟件，學生也要經(jīng)過Revit課程學習且掌握鋼筋的繪制技能。很多高職院校的教師并不具備這樣的復合能力，一些BIM軟件課程也僅僅停留在教授學生用Revit搭建建筑專業(yè)的簡單模型，并不涉及結(jié)構(gòu)專業(yè)的鋼筋建模內(nèi)容。這就給應用Revit進行實訓帶來了困難。為此，《平法識圖與鋼筋翻樣》教師需要拓展自身專業(yè)知識范圍，學習Revit軟件的操作，或在實訓課中尋求BIM課程教師的協(xié)助，實訓過程中要循序漸進，由淺入深，對學生的軟件操作多加指導。

5 結(jié)語

學生對《平法識圖與鋼筋翻樣》課程普遍感到枯燥難懂，教師在實訓課中常常采用施工現(xiàn)場參觀和制作微縮模型的方式，兩者都有各自的優(yōu)點和不足之處。順應BIM技術(shù)在建筑業(yè)不斷推廣的趨勢，在《平法識圖與鋼筋翻樣》實訓課中應用Revit軟件進行鋼筋的虛擬仿真具有一定的優(yōu)點：等比模擬不縮放；建模精細；檢查快速；利用已有機房不需額外投入；便于保存、復制、傳播和反復學習；兼顧鍛煉學生BIM軟件操作能力。同時，這個方法也存在不足之處，即要求師生都預先掌握Revit軟件進行鋼筋建模的能力。在開展《平法識圖與鋼筋翻樣》實訓課時，教師可根據(jù)教學目標和實際條件選擇不同的方式。