基于BIM的钢筋混凝土框架结构深化设计

PAGEPAGE1基于BIM的钢筋混混凝土框架架结构深化化设计赵志平张现林林林常建立(河北工业职业业业技术学院院，石石家庄，05000991)摘要：建筑筑结构构施工图图平面整整体设设计方法法（平平法）已已创建建十几年年，它它将结构构构件件的尺寸寸和配配筋等，整整体体直接表表达在在各类构构件在在结构平平面布布置图上上，使使用时需需与标标准构造造详图图配合。平平法法施工图图表达达不直观观，有有歧义；；钢筋筋定位信信息不不全；必必须借借助第三三方软软件才可可以进进行算量量。鉴鉴于此，我我们们利用先先进的的计算机机技术术，进行行了三三维建筑筑结构构的数字字化研研究，以以真实实建筑结结构为为蓝本，构构建建了建筑筑信息息模型,使传统的的二二维结构构施工工图纸回回归建建筑本身身的三三维本质质。关键词：混凝土土土深化设设计;虚拟现实;基于BIM的设计可可视视化技术;虚拟设计计与与施工1.前言建筑结构施工图图图平面整整体设设计方法法（平平法）对对混凝凝土结构构施工工图的传传统设设计表达达方法法作了重重大改改革，它它将结结构构件件的尺尺寸和配配筋等等，整体体直接接表达在在各类类构件在在结构构平面布布置图图上，使使用时时需与标标准构构造详图图配合合。目前前，G1011--X、G9011--X国家建筑筑标标准设计计已成成系列。平法的核心是表表表达钢筋筋信息息，平法法改变变了传统统的将将各个构构件逐逐个绘制制详图图的繁琐琐方法法，使单单张图图纸的信信息量量高而集集中，提提高了设设计效效率。但但平法法施工图图表达达不直观观，有有歧义；；钢筋筋定位信信息不不全，不不可以以直接指指导施施工；必必须借借助第三三方软软件才可可以进进行钢筋筋、混混凝土的的算量量。鉴于此，我们利利利用先进进的计计算机技技术，进进行了三三维建建筑结构构的数数字化研研究，以以真实建建筑结结构为蓝蓝本，以以数字化化三维维技术，构构建建了建筑筑信息息模型,以三维形形式式展现了了建筑筑结构细细部真真实的情情况：：用实体体详图图表达钢钢筋，钢钢筋尺寸寸和定定位准确确，钢钢筋位置置发生生冲突时时的避避让与实实际情情况完全全一致致；使隐隐蔽工工程可视视化，可可身临其其境地地感受建建筑结结构信息息；可可直接进进行各各类混凝凝土、任任意等级级、任任意直径径钢筋筋的算量量，满满足工程程需要要。图1基础混凝土部分的实现2.基础部分的的实图1基础混凝土部分的实现2.1混凝土部部分的的实现依据基础结构施施施工图纸纸，创创建独立立基础础和双柱柱普通通独立基基础的的混凝土土部分分，在创创建前前需提前前设置置混凝土土的属属性，包包括强强度等级级、名名称、截截面、位位置、现现浇还还是预制制、编编号设置置等。已已创建完完整的的混凝土土部分分见图1。2.2钢筋部分分的实实现依据施工图纸和和和国家建建筑标标准设计计图集集06G11001-6混凝土结结构构施工图图平面面整体表表示方方法制图图规则则和构造造详图图（独立立基础础、条形形基础础、桩基基承台台），创建基础础的的钢筋部部分,钢筋的配配置置要满足足结构构设计和和构造造要求。在在钢钢筋的创创建过过程中，也也需需提前输输入钢钢筋的系系列参参数，包包括钢钢筋的种种类、直直径、名名称、分分类等级级（用用于控制制显示示和颜色色等）、编编编号属性性等。所有钢筋的混凝凝凝土保护护层厚厚度；纵纵向钢钢筋（插插筋）的的布置与与长度度、锚固固长度度、弯钩钩内直直径、连连接接接头的相相互错错开、钢钢筋机机械连接接区段段长度、位位于于同一连连接区区段内的的纵向向钢筋接接头百百分率、负负筋筋的接长长位置置等等；；箍筋筋在基础础内的的设置包包括数数量、肢肢数；；在柱内内、梁梁内箍筋筋的加加密区与与非加加密区布布置；；柱复合合箍筋筋采用的的大箍箍套小箍箍的组组合方式式、柱柱封闭箍箍筋弯弯钩位置置沿柱柱竖向按按顺时时针方向向（或或逆时针针方向向）顺序序排布布等等，凡是涉及及钢钢筋的任任何细细部构造造要求求，都务务求做做到与规规范或或国家标标准图图集相一一致，能能全真模模拟钢钢筋混凝凝土框框架结构构的施施工细节节，以便自动动算算量时能能得到到所需材材料的的准确数数据,所导出的的下下料清单单能直直接指导导施工工。已经创建好的基基基础钢筋筋部分分见图2，该工程程的的实际施施工现现场见图3。图3施工现场图3施工现场图2基础钢筋部分的实现3.主体部分的的实实现3.1总体体体实现主体部分包括柱柱柱、梁、板板、楼楼梯、雨雨棚等等,依据工程程图图纸和国国家标标准系列列图集集G1011--X、G9011--X,创建其混混凝凝土部分分与钢钢筋部分分，见见图4和图5。图5钢筋混凝土框架结构（只有钢筋）图5钢筋混凝土框架结构（只有钢筋）图4基于BIM的钢筋混凝土框架结构3.2细部部部处理通过细部处理，可可以利用计算算机准确实现现钢筋的精准准排布，做到到与实际完全全一致。以图图6为例，它显显示了一角柱柱附近的钢筋筋布置的情况况。图6中某些混凝凝土已设置为为透明，从中中可看到柱子子变截面的情情况、纵筋的的接长；梁钢钢筋在柱内的的锚固、梁负负弯矩钢筋（两两层）的截断断、梁箍筋及及其加密区情情况、梁侧的的抗扭钢筋、拉拉结筋；次梁梁与框架梁节节点处的纵筋筋锚固（非抗抗震）、吊筋筋、附加箍筋筋；板的扣筋筋、分布钢筋筋等等。柱子子钢筋的局部部放大图见图图7，从图中可可看到复合箍筋各弯弯钩位置的相相互错开、柱箍筋筋的加密区与与非加密区情情况。图6图6细部处理图7图7细部（柱子）4.自动算量的的实实现数字化的建筑结结结构就是是一个个强大的的数据据库，它它包含含所有项项目中中需要的的数据据。而平平、立立、剖、钢钢筋筋的下料料单等等视图只只是模模型的副副产品品，是各各种数数据的组组织。模模型中所所有的的设计数数据与与信息都都是相相互关联联与依依赖的，改改变变模型中中的一一个参数数，所所有与其其相关关的内容容都会会发生相相应地地改变。我我们们可以轻轻易导导出需要要的任任何材料料用量量的清单单，这这些清单单都是是软件自自动导导出的。能能提提供海量量数据据：可以以是基基础、第第一层层、第二二层、……所需不同同规规格混凝凝土的的清单，不不同同直径、不不同同强度等等级钢钢筋的清清单，去去除耗损损，这这是建筑筑施工工材料用量的的最最精准数数据。5.结论只有回归三维，才才能使我们的的设计达到尽尽善尽美。在在我们的BIM研究中，我我们惟妙惟肖肖地创建了钢钢筋混凝土结结构。实现了平面施工工工图纸回回归三三维实体体表达达，用实实体详详图表达达钢筋筋，钢筋筋尺寸寸和定位位准确确，可以直接接指指导施工工；可可以对复复杂钢钢筋节点点进行行钢筋碰碰撞校校对；可可以直直接进行行混凝凝土、钢筋筋算算量，方方便快快捷。隐蔽工程可见见见化。真实实的的钢筋混混凝土土建筑，混混凝凝土一旦旦浇筑筑，钢筋筋的信信息即成成为隐隐蔽的。但但我我们可通通过更更改建筑信信息息模型中中混凝凝土的透透明度度设置，使埋埋入入其中的的钢筋筋显露出出来，在在可见的的情形形下，任任意更更改、浏览览钢筋的的设计信息息。虚拟现实超越现现现实。数数字化化建筑结结构，还还具有可可操作作性，可可以任任意旋转转、平平移、设设置剪剪切面，这这远远比图片片和视视频形象象、生生动，我我们可可以虚拟拟深入入钢筋笼笼、钢钢筋网内内，查查看每根根钢筋筋的细部部及与与相邻钢钢筋的的排布关关系，因因此，这这种数数字化建建筑结结构特别别适于于施工中中的技技术交底底和土土木类院院校对对广大学学生进进行建筑筑结构构、构造造知识识的教学。参考文献献[1]GB5000100—2002，混凝土土结结构设计计规范范[S]..北京：中中国国建筑工工业出出版社，20022..[2]国家建建建筑标准准设计计系列图图集G1011--X.北京：中国计划划出出版社[3]国家建建筑标准准设计计系列图图集G9011--X.北京：中国计划划出出版社[4]陈青来来.钢钢筋混凝土土土结构平平法设设计与施施工规规则.中国建筑筑工工业出版版社，20077【基金项目】河河河北省科科学技技术厅科科技支支撑计划划资助助课题（09211556011D）作