BIM技術(shù)在快速提取隔震支座下支墩標(biāo)高中的應(yīng)用

高東東 孫冬雪 曹 波 劉 偉

中國(guó)建筑一局（集團(tuán)）有限公司 北京 100161

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、抗震減災(zāi)意識(shí)和設(shè)計(jì)水平的提高，隔震技術(shù)被廣泛應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、高層結(jié)構(gòu)、橋梁等領(lǐng)域[1-4]，北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)更被譽(yù)為世界最大的單體隔震建筑。

隔震技術(shù)是指在建筑物的基礎(chǔ)與主體結(jié)構(gòu)之間增加層間隔震措施，常見的做法是在建筑結(jié)構(gòu)底部設(shè)置由柔性隔震裝置（如橡膠隔震支座）組成的隔震層，上部結(jié)構(gòu)就會(huì)“懸浮”在柔性隔震層上，從而在地震發(fā)生時(shí)達(dá)到小震不壞、中震可修、大震不倒的目的[5]。

在隔震支座施工時(shí)，由于設(shè)計(jì)圖紙中一般只會(huì)給出上支墩頂、底部高程及支座的類型，經(jīng)常會(huì)碰到隔震支座及上下支墩標(biāo)高換算的問題。受工程技術(shù)人員固有思維和手段的影響，傳統(tǒng)的求取方法往往面臨著大量的重復(fù)性工作，流程如下：熟悉圖紙及設(shè)計(jì)意圖→在圖紙中對(duì)上、下支墩進(jìn)行編號(hào)→對(duì)照?qǐng)D紙將對(duì)應(yīng)編號(hào)的上支墩頂、底部標(biāo)高錄入Excel文件→對(duì)照?qǐng)D紙將對(duì)應(yīng)編號(hào)的支座類型輸入Excel文件→依據(jù)支座類型設(shè)置支座高度→下支墩標(biāo)高 換算。

近年來，BIM技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)人員的關(guān)注與期待，三維展示、碰撞檢查、施工模擬、協(xié)同工作、信息集成已為大眾所熟知，但對(duì)其作為數(shù)據(jù)載體批量進(jìn)行數(shù)據(jù)的生成、傳遞、二次加工的價(jià)值尚未有深入的挖掘和應(yīng)用。BIM技術(shù)在處理重復(fù)性、規(guī)律性的數(shù)據(jù)方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，很好地契合了下支墩標(biāo)高數(shù)據(jù)提取的需求。

本文以川投西昌醫(yī)院隔震基礎(chǔ)工程為依托，分別采用傳統(tǒng)方法和BIM技術(shù)求取隔震支座下支墩頂標(biāo)高，對(duì)BIM技術(shù)快速求取標(biāo)高信息的流程、關(guān)鍵工作做了詳細(xì)闡述，并從5個(gè)方面對(duì)BIM技術(shù)和傳統(tǒng)方法的優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比。

1 工程概況

川投西昌醫(yī)院位于西昌市北城新區(qū)，項(xiàng)目總用地面積約134 666 m2（202畝），項(xiàng)目共分東、南、北3個(gè)區(qū)，按抗震設(shè)防烈度為9度的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。其中，北區(qū)的健康養(yǎng)生中心公寓樓1—4號(hào)樓、南區(qū)的綜合醫(yī)院及東區(qū)的教育培訓(xùn)中心均采用基礎(chǔ)隔震的結(jié)構(gòu)形式。

該工程的隔震基礎(chǔ)所包含的支座類型多（8種）、數(shù)量多（總計(jì)843套）、上支墩頂?shù)讟?biāo)高變化大，采用傳統(tǒng)的方法將面臨上下支墩編號(hào)、上支墩標(biāo)高信息錄入、支座類型錄入等大量繁瑣的重復(fù)性工作。

2 換算原理

隔震支座及上下支墩相互位置關(guān)系如圖1所示。設(shè)計(jì)圖紙給出上支墩頂、底部高程，對(duì)應(yīng)的支座類型及其高度，下支墩頂標(biāo)高求取原理很簡(jiǎn)單，即下支墩頂部標(biāo)高＝上支墩底部標(biāo)高－支座高度。

圖1 隔震支座及上下支墩相互位置關(guān)系

3 實(shí)施過程

基本思路為：上支墩建?！现Ф盏撞糠胖酶粽鹬?座→將上支墩底部參數(shù)賦值給隔震支座→自動(dòng)計(jì)算隔震支座底標(biāo)高→標(biāo)記并出圖。

3.1 前期準(zhǔn)備

前期準(zhǔn)備主要包括：圖紙?zhí)幚怼影逦募O(shè)置、圖紙導(dǎo)入、共享參數(shù)設(shè)置（頂部及底部標(biāo)高）、隔震支座族制作（基于面的族）、標(biāo)記族制作、上支墩（結(jié)構(gòu)柱族） 制作。

3.2 上支墩建模

依據(jù)圖紙進(jìn)行上支墩建模，并對(duì)照導(dǎo)入的圖紙?jiān)O(shè)置墩頂，以及底標(biāo)高偏移設(shè)置。

3.3 隔震支座放置

對(duì)照導(dǎo)入的圖紙，將基于面的隔震支座族一一放置在墩底。然后打開Revit自帶的Dynamo插件，獲取隔震支座放置主體（上支墩）的底部偏移值，并賦值給隔震支座的實(shí)例參數(shù)“頂部標(biāo)高”，采用公式，與頂部標(biāo)高關(guān)聯(lián)的實(shí)例參數(shù)“底部標(biāo)高”將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算。

3.4 出圖

出圖的流程主要分為以下幾個(gè)步驟：

1）切換到平面視圖中，調(diào)整視圖深度，確保所有隔震支座圖元可見。

2）利用標(biāo)記族對(duì)所有隔震支座進(jìn)行標(biāo)記，可見性中設(shè)置軸網(wǎng)、隔震支座和標(biāo)記可見并導(dǎo)出CAD圖。

3）以軸網(wǎng)為參照，將導(dǎo)出CAD圖的標(biāo)高復(fù)制到隔震支座下支墩?qǐng)D中即可。

3.5 快速求取上支墩標(biāo)高數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工作

1）共享參數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞：設(shè)置頂部標(biāo)高、底部標(biāo)高等共享參數(shù)，隔震支座標(biāo)高數(shù)據(jù)信息通過共享參數(shù)在隔震支座實(shí)例與標(biāo)記族間傳遞。

2）隔震支座族便于快速放置和參數(shù)關(guān)聯(lián)：選取基于面的公制常規(guī)模型可快速放置在上支墩底面；隔震支座的幾何尺寸參數(shù)設(shè)為類型參數(shù)，頂部標(biāo)高與底部標(biāo)高參數(shù)采用共享參數(shù)，通過公式將底部標(biāo)高和頂部標(biāo)高關(guān)聯(lián)在一起，便于自動(dòng)計(jì)算。

3）Dynamo批量化數(shù)據(jù)獲取與賦值：通過簡(jiǎn)單的節(jié)點(diǎn)即可自動(dòng)、批量獲取隔震支座附著的上支墩底標(biāo)高并將其賦值給隔震支座的“頂部標(biāo)高”參數(shù)。

4）標(biāo)記族批量標(biāo)記隔震支座底標(biāo)高（下支墩頂標(biāo)高）信息。

4 與傳統(tǒng)方法的對(duì)比

4.1 專業(yè)能力要求

傳統(tǒng)方法對(duì)工程技術(shù)人員的要求：能夠理解圖紙和設(shè)計(jì)意圖，掌握辦公軟件Excel的基本操作即可，專業(yè)能力要求較低，普通技術(shù)人員即可完成。

BIM技術(shù)對(duì)工程技術(shù)人員的要求：能夠理解圖紙和設(shè)計(jì)意圖，并對(duì)Revit軟件有較為熟練的運(yùn)用，對(duì)Dynamo數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有基本的認(rèn)識(shí)，需要專業(yè)的BIM技術(shù)人員來完成。

4.2 工作量對(duì)比

傳統(tǒng)方法的工作量：按照一定規(guī)則對(duì)支墩進(jìn)行編號(hào)并在圖紙上標(biāo)記出來；對(duì)照?qǐng)D紙及編號(hào)分別錄入上支墩底標(biāo)高、隔震支座類型、下支墩類型，需在CAD和Excel間不斷切換工作界面，并手動(dòng)錄入相關(guān)信息。

采用BIM技術(shù)的工作量：隔震支座族、標(biāo)記族創(chuàng)建等前期工作；上支墩和隔震支座的模型創(chuàng)建，后續(xù)參數(shù)提取較為簡(jiǎn)單快捷。

二者的工作量多寡不能一概而論，對(duì)于已有BIM模型或有BIM技術(shù)應(yīng)用需求及計(jì)劃的大型或復(fù)雜項(xiàng)目而言，采用BIM技術(shù)時(shí)的工程量相對(duì)較少，相比傳統(tǒng)方法較為便捷。以本工程為例，其支座類型及數(shù)量多、支墩高度變化大，采用BIM技術(shù)可以有效減少重復(fù)工作量，從而提升工作效率。

4.3 成果文件

采用BIM技術(shù)得到的成果文件為CAD圖，提取的標(biāo)高直接標(biāo)示在圖紙上，下支墩和墩頂標(biāo)高的圖面表達(dá)清晰。

傳統(tǒng)方法得到的成果文件為Excel文件，提取的標(biāo)高和支墩編號(hào)相對(duì)應(yīng)。

4.4 成果文件使用便捷性

在獲取成果文件后，成果文件交由工程技術(shù)人員使用的便捷性也是很重要的因素。圖2給出了從傳統(tǒng)成果文件中讀取下支墩頂部標(biāo)高的信息流，圖3給出了從BIM成果文件中讀取下支墩頂部標(biāo)高的信息流。綜上，利用BIM技術(shù)獲取的成果文件的使用便捷性更好。

圖2 從傳統(tǒng)成果文件中讀取下支墩頂部標(biāo)高的信息流

圖3 從BIM成果文件中讀取下支墩頂部標(biāo)高時(shí)的信息流

4.5 類似工程的可移植性

傳統(tǒng)方法的成果文件在其他類似工程項(xiàng)目中不具有傳承性和可移植性，而BIM技術(shù)應(yīng)用過程中形成樣板文件、族、Dynamo文件等，稍作修改即可用于其他采用基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)形式的類似工程項(xiàng)目中，有效減輕技術(shù)人員工作量。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以川投西昌醫(yī)院基礎(chǔ)隔震工程為研究背景，以挖掘BIM技術(shù)在大量重復(fù)性數(shù)據(jù)處理工作中的應(yīng)用價(jià)值為目的，詳細(xì)給出了采用BIM技術(shù)快速求取隔震支座下支墩頂部標(biāo)高的基本原理、方法及關(guān)鍵工作，并從5個(gè)方面與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了對(duì)比，得出如下結(jié)論：

1）BIM技術(shù)得以快速求取底部標(biāo)高的關(guān)鍵工作在于：共享參數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞、隔震支座族便于快速放置和參數(shù)關(guān)聯(lián)、Dynamo批量化數(shù)據(jù)獲取與賦值、標(biāo)記族批量標(biāo)記。

2）相對(duì)于傳統(tǒng)方法，應(yīng)用BIM技術(shù)求取隔震支座下支墩頂部標(biāo)高的專業(yè)能力要求更高，但其成果文件使用便捷性更好，且類似工程的可移植性也更好。