基于Revit及企業(yè)BIM智慧翻樣平臺的鋼筋翻樣解析

混凝土結(jié)構(gòu)是目前我國土木工程最廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式，鋼筋工程作為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程和鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)工程等施工中最重要的分項工程之一，對施工管理、作業(yè)人員的鋼筋翻樣與下料技能水平提出了很高的要求。隨著建筑信息化、建筑工業(yè)化的發(fā)展，傳統(tǒng)鋼筋翻樣、下料方法已無法適應(yīng)日新月異的裝配式構(gòu)件、鋼筋工廠化加工方法，急需一批熟悉現(xiàn)代建筑信息模型（BIM）技術(shù)，并掌握基于該技術(shù)的鋼筋智能、自動化翻樣下料技能的從業(yè)人員。

土建類專業(yè)鋼筋的樣式、長度的選擇受到規(guī)范規(guī)定、圖紙設(shè)計、施工過程需要等多種因素影響，因此，鋼筋翻樣工程是一件十分繁雜的工作，甚至同一種構(gòu)件在同一項目中都會存在設(shè)計不同，特別是遇到復雜節(jié)點，對鋼筋翻樣工作人員而言更是一項非常具有挑戰(zhàn)性的工作，稍不留神就容易出錯。而鋼筋翻樣結(jié)果是否正確，不僅直接影響工程造價高低，還會影響工程質(zhì)量和安全。基于上述原因，愿意承擔鋼筋翻樣工作的一線工程人員非常稀少。為了能夠解決鋼筋翻樣復雜、容易出錯的問題，本文提出了基于Revit及企業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS）接口軟件，對復雜結(jié)構(gòu)節(jié)點進行鋼筋輕松、準確、快速翻樣下料的方法。

一、鋼筋翻樣工作流程

本文采用的鋼筋翻樣方法，通過Revit的BIM三維建模技術(shù)，將圖紙識讀、規(guī)范應(yīng)用、三維建模、鋼筋下料的過程流暢簡約地融入其中。以地下室頂板某框架梁為例，具體過程見圖1。

圖1 工作流程魚骨圖

二、鋼筋翻樣解析

（一）圖紙識讀

1.確定需要進行鋼筋翻樣的梁構(gòu)件

此梁位于項目地下室頂板，根據(jù)圖紙總說明第6.3.2條“當?shù)叵率翼敯宓目蚣芰喊礃菍泳幪枙r，柱頂?shù)牧嚎v筋錨固構(gòu)造應(yīng)按屋面框架梁（WKL）要求”，故考慮該編號為KL52的框架梁應(yīng)按照屋面框架梁處理。其圖紙平法標注見圖2。

圖2 梁鋼筋平法標注

2.獲取圖紙中的相關(guān)信息

（1）從圖紙中可得到有關(guān)上述梁的相關(guān)信息

梁截面尺寸：500mm×800mm；

梁混凝土C35，保護層20mm；

配筋信息：梁全長布置四肢箍，箍筋C8@100/150；縱筋通長2C12；架立筋2C12；支座處負筋（從S3-F~S3-C附近）5C229C25 6/34C18；下部縱筋：（S3-D~S3-F跨）12C25 5/7（S3-C~S3-D跨）5C22；腰部構(gòu)造筋根據(jù)圖紙總說明第6.3.5條“當梁截面腹板高度hw≥450mm時，按下表增加構(gòu)造鋼筋，每側(cè)腰筋間距≤200mm”，從板結(jié)構(gòu)圖中，可得到該梁所在位置的板厚為250mm，可知hw=550mm，見圖3，選取2C14。

圖3 腰部構(gòu)造筋配筋

（2）有關(guān)鋼筋構(gòu)造的圖集規(guī)范規(guī)定

保護層：圖紙規(guī)定混凝土至最外側(cè)鋼筋距離取最小保護層20mm；

上部縱筋錨固：伸至柱子縱筋內(nèi)側(cè)，90°彎至梁底［22G101-1P70頁（b）］；

上部端支座非通長筋在跨內(nèi)伸出長度：本跨第一排凈跨Ln1/3，第二排凈跨Ln1/4；

上部中間支座負筋：挑出相鄰凈跨較長一跨的Ln/3（第一排），Ln/4（第二排）；

架立筋：與上部中間支座非通長筋兩端搭接長度150mm；

下部縱筋端支座錨固：伸至上部縱筋內(nèi)側(cè)，留縱筋凈距25mm，彎折15d；

腰部構(gòu)造筋：錨固長度15d；

拉筋及箍筋：彎鉤長10d，大箍筋長寬方向留保護層，小箍筋高度方向與大箍筋齊平；拉筋采用“緊靠箍筋并勾住縱筋”的構(gòu)造（22G101-1P63圖“封閉箍筋及拉筋彎鉤構(gòu)造”）。

（3）匯總建模所需條件

根據(jù)圖紙信息和平法圖集的規(guī)定，匯總得出以下需要建模的鋼筋信息，見表1。

表1 鋼筋建模需要的數(shù)據(jù)

（二）Revit建模

1.選擇合適的建模模板

打開Revit，選擇“族”中的“公制常規(guī)模型”族類型，保存文件。

2.KL混凝土輪廓建模

根據(jù)圖紙中梁柱定位軸線，繪制出混凝土輪廓，以備在其正上方，通過“參考平面”定位所有鋼筋的起止位置，見圖4。

3.鋼筋建模

所有鋼筋直接繪制到梁混凝土輪廓正上方。繪制結(jié)果見圖4，過程如下所示。

（1）上部通長筋。保護層考慮伸至柱縱筋內(nèi)側(cè)，選65mm，水平錨固長度?。ㄖ鶎?65），即435mm；使用創(chuàng)建“放樣”命令，彎折錨固長度伸至梁底，梁頂保護層取20mm，即（梁高-20）取780mm（數(shù)據(jù)見表1），繪制路徑至另一端支座，錨固方式相同，點擊完成后繪制輪廓，鋼筋直徑可按照實際大小12mm繪制，繪制完畢點擊完成，即做出通長筋。通過建模后測量其長度，可知通長筋長度15.31m已經(jīng)超過鋼筋定長（12m），故分兩部分進行連接，根據(jù)圖集要求，通長筋應(yīng)在跨中Ln/3范圍內(nèi)連接，本模型采用了最小臨界值（Ln/3），長跨連續(xù)，通至短跨的Ln/3處裁斷，分為兩截，標注分段長度，圖紙中根據(jù)總說明，兩段可采取機械連接。如圖4所示。

圖4 KL鋼筋BIM翻樣

（2）上部支座非通長筋。

端支座處上部非通長筋：繪制范圍考慮與通長筋同側(cè)位置，從梁底開始，取值780mm，90°彎折后伸過端支座內(nèi)側(cè)邊緣，在本跨凈跨Ln/3處截止，用參考平面定位。繪制路徑完成后，根據(jù)實際鋼筋直徑22mm和18mm，繪制輪廓，完成端支座上部非通長筋繪制。

中間支座上部非通長筋：第一排從中間柱邊緣挑出長度為該支座兩側(cè)長跨凈跨的Ln/3即2533mm（數(shù)據(jù)見表1），伸至相鄰跨同樣位置止，兩側(cè)伸出長度相同，用參考平面定位，繪制路徑完成后，根據(jù)實際鋼筋直徑25mm繪制輪廓，完成中間支座上部第一排非通長筋繪制；中間支座上部非通長筋第二排，從中間柱邊緣挑出長度為該支座兩側(cè)長跨凈跨的Ln/4即1900mm（數(shù)據(jù)見表1），伸至相鄰跨同樣位置止，用參考平面定位后，根據(jù)鋼筋直徑的實際尺寸繪制路徑及輪廓，放樣出鋼筋模型，標注其長度。如圖4所示。

（3）架立筋。根據(jù)圖集規(guī)定，架立筋與上部非通長縱筋搭接長度為150mm（數(shù)據(jù)見表1），同樣用“放樣命令”，依據(jù)已做好的上部非通長筋斷點，用參考平面定位150mm后，根據(jù)鋼筋直徑的實際尺寸繪制路徑及輪廓，可做出模型，標注其長度。如圖4所示。

（4）腰部構(gòu)造筋。構(gòu)造筋在兩端端支座內(nèi)的錨固長度為15d即210mm（數(shù)據(jù)見表1），用參照平面以柱內(nèi)側(cè)為基準，定位出鋼筋起點和終點，用放樣繪制路徑和輪廓，完成鋼筋模型，標注分段長度。通過模型知長度13.37m超過定長12m，故在跨內(nèi)任意位置連接，本模型采用了個位取整的位置，分為兩段，伸過長跨深入短跨截斷，機械連接。如圖4所示。

（5）下部縱筋。根據(jù)圖集規(guī)定的錨固長度“伸至上部縱筋內(nèi)側(cè)”留鋼筋凈距25mm，即距柱外側(cè)400mm為起點，用參考平面定位后繪制輪廓，90°向上彎折15d即375mm（直徑25mm）和330mm（直徑22mm），在中間支座錨固LaE=34d即850mm（直徑25mm）與748mm（直徑22mm）（數(shù)據(jù)見表1），通過參考平面定位后，用放樣繪制路徑，根據(jù)鋼筋直徑的實際尺寸繪制輪廓（直徑25mm和直徑22mm），完成鋼筋模型。如圖4所示。第二排直徑為25mm的鋼筋樣式和長度與第一排的完全一樣，不需另外做模型。

（6）箍筋。為4肢箍。外圍的大箍筋，通過右側(cè)視圖，根據(jù)梁混凝土輪廓，用參考平面定位出保護層20mm后，通過放樣繪制矩形路徑，根據(jù)鋼筋直徑的實際尺寸繪制輪廓，可做出模型，寬度為460mm，高度為760mm。其數(shù)量，根據(jù)箍筋加密區(qū)范圍為1.5hb，第一根箍筋起點為柱內(nèi)側(cè)50mm，和非加密區(qū)范圍（除加密區(qū)外）（圖集規(guī)定），通過“矩陣”命令，放樣后，數(shù)量即可獲得，如圖4所示，加密區(qū)為13×4=42根，非加密區(qū)為34+16=50根。若需要獲得比較精確的數(shù)據(jù)，可將梁上下部縱筋按照圖紙標注，放入混凝土輪廓后，再繪制，原則是與大箍筋之間間隔一根鋼筋即可，由此得到小箍筋的寬為200mm，高度與大箍筋相同即760mm。其繪制方法與數(shù)量統(tǒng)計同大箍筋。兩種箍筋彎鉤直段長取10d，即80mm。

（7）拉筋。根據(jù)圖集規(guī)定，“當梁截面寬度大于300mm時，取8mm”。采用“箍住縱筋，與箍筋同側(cè)”的構(gòu)造，寬度與箍筋相同，即460mm，即其數(shù)量滿足規(guī)范“間距為非加密區(qū)箍筋間距的2倍”，分兩行布置，即非加密區(qū)為（34+16）/2×2=50根，加密區(qū)為9×4=36根，彎鉤直段長80mm。如圖4所示。

三、智慧翻樣平臺填寫

（一）設(shè)置彎折內(nèi)徑

登錄企業(yè)BIM智慧翻樣平臺

設(shè)置量度差需要的彎折半徑，見圖5。

此項設(shè)置需根據(jù)企業(yè)鋼筋加工設(shè)備的實際彎折直徑采用。

（二）填寫鋼筋下料表

1.填寫構(gòu)件項目信息

根據(jù)項目名稱，所在位置、區(qū)域、構(gòu)件等信息，進行以下設(shè)置，見圖6。

2.填寫下料表

點擊“KL”，在右側(cè)空白區(qū)域右鍵新建“多行”，根據(jù)之前建好的鋼筋模型，在鋼筋庫中，選擇對應(yīng)的鋼筋樣式，將鋼筋信息填寫至鋼筋表，注意選擇鋼筋樣式時需要考慮機械連接的“正反絲”，見圖7。

圖7 下料表填寫

（三）下料表導出

1.項目信息填寫

根據(jù)項目及構(gòu)件信息，填寫信息，見圖8。

圖8 下料表導出信息填寫

2.下料表導出

導出鋼筋下料表的Excel格式，完成鋼筋下料工作，見圖9。

圖9 導出的鋼筋下料表

四、結(jié)語

本文以一個完整工程中的一根KL為例，通過Revit軟件，對鋼筋進行三維翻樣，并導出鋼筋下料表。該方法適用于任何情況，特別是復雜節(jié)點的鋼筋翻樣，適用面廣，翻樣快捷方便，無須手算，最大限度減少了出錯的可能性，提高了鋼筋翻樣的效率，同時企業(yè)BIM翻樣平臺中提供了豐富的鋼筋樣式可供選擇。另外Revit鋼筋模型還可以參數(shù)化，可用于所有構(gòu)件中相同樣式的鋼筋，一次建模，永久并廣泛使用。企業(yè)BIM智慧鋼筋翻樣平臺為鋼筋下料表的導出提供了非?？旖莘奖愕牧慷炔羁蹨p、鋼筋用量統(tǒng)計，使得翻樣工作人員的工作量得以最大限度地減少，整個鋼筋翻樣過程智能化程度大大提高。