基于Revit及企业BIM智慧翻样平台的钢筋翻样解析

混凝土结构是目前我国土木工程最广泛使用的结构形式，钢筋工程作为现浇钢筋混凝土结构工程、装配式混凝土结构工程和钢—混凝土组合结构工程等施工中最重要的分项工程之一，对施工管理、作业人员的钢筋翻样与下料技能水平提出了很高的要求。随着建筑信息化、建筑工业化的发展，传统钢筋翻样、下料方法已无法适应日新月异的装配式构件、钢筋工厂化加工方法，急需一批熟悉现代建筑信息模型（BIM）技术，并掌握基于该技术的钢筋智能、自动化翻样下料技能的从业人员。

土建类专业钢筋的样式、长度的选择受到规范规定、图纸设计、施工过程需要等多种因素影响，因此，钢筋翻样工程是一件十分繁杂的工作，甚至同一种构件在同一项目中都会存在设计不同，特别是遇到复杂节点，对钢筋翻样工作人员而言更是一项非常具有挑战性的工作，稍不留神就容易出错。而钢筋翻样结果是否正确，不仅直接影响工程造价高低，还会影响工程质量和安全。基于上述原因，愿意承担钢筋翻样工作的一线工程人员非常稀少。为了能够解决钢筋翻样复杂、容易出错的问题，本文提出了基于Revit及企业信息物理系统（CPS）接口软件，对复杂结构节点进行钢筋轻松、准确、快速翻样下料的方法。

一、钢筋翻样工作流程

本文采用的钢筋翻样方法，通过Revit的BIM三维建模技术，将图纸识读、规范应用、三维建模、钢筋下料的过程流畅简约地融入其中。以地下室顶板某框架梁为例，具体过程见图1。

图1 工作流程鱼骨图

二、钢筋翻样解析

（一）图纸识读

1.确定需要进行钢筋翻样的梁构件

此梁位于项目地下室顶板，根据图纸总说明第6.3.2条“当地下室顶板的框架梁按楼层编号时，柱顶的梁纵筋锚固构造应按屋面框架梁（WKL）要求”，故考虑该编号为KL52的框架梁应按照屋面框架梁处理。其图纸平法标注见图2。

图2 梁钢筋平法标注

2.获取图纸中的相关信息

（1）从图纸中可得到有关上述梁的相关信息

梁截面尺寸：500mm×800mm；

梁混凝土C35，保护层20mm；

配筋信息：梁全长布置四肢箍，箍筋C8@100/150；纵筋通长2C12；架立筋2C12；支座处负筋（从S3-F~S3-C附近）5C229C25 6/34C18；下部纵筋：（S3-D~S3-F跨）12C25 5/7（S3-C~S3-D跨）5C22；腰部构造筋根据图纸总说明第6.3.5条“当梁截面腹板高度hw≥450mm时，按下表增加构造钢筋，每侧腰筋间距≤200mm”，从板结构图中，可得到该梁所在位置的板厚为250mm，可知hw=550mm，见图3，选取2C14。

图3 腰部构造筋配筋

（2）有关钢筋构造的图集规范规定

保护层：图纸规定混凝土至最外侧钢筋距离取最小保护层20mm；

上部纵筋锚固：伸至柱子纵筋内侧，90°弯至梁底［22G101-1P70页（b）］；

上部端支座非通长筋在跨内伸出长度：本跨第一排净跨Ln1/3，第二排净跨Ln1/4；

上部中间支座负筋：挑出相邻净跨较长一跨的Ln/3（第一排），Ln/4（第二排）；

架立筋：与上部中间支座非通长筋两端搭接长度150mm；

下部纵筋端支座锚固：伸至上部纵筋内侧，留纵筋净距25mm，弯折15d；

腰部构造筋：锚固长度15d；

拉筋及箍筋：弯钩长10d，大箍筋长宽方向留保护层，小箍筋高度方向与大箍筋齐平；拉筋采用“紧靠箍筋并勾住纵筋”的构造（22G101-1P63图“封闭箍筋及拉筋弯钩构造”）。

（3）汇总建模所需条件

根据图纸信息和平法图集的规定，汇总得出以下需要建模的钢筋信息，见表1。

表1 钢筋建模需要的数据

（二）Revit建模

1.选择合适的建模模板

打开Revit，选择“族”中的“公制常规模型”族类型，保存文件。

2.KL混凝土轮廓建模

根据图纸中梁柱定位轴线，绘制出混凝土轮廓，以备在其正上方，通过“参考平面”定位所有钢筋的起止位置，见图4。

3.钢筋建模

所有钢筋直接绘制到梁混凝土轮廓正上方。绘制结果见图4，过程如下所示。

（1）上部通长筋。保护层考虑伸至柱纵筋内侧，选65mm，水平锚固长度取（柱宽-65），即435mm；使用创建“放样”命令，弯折锚固长度伸至梁底，梁顶保护层取20mm，即（梁高-20）取780mm（数据见表1），绘制路径至另一端支座，锚固方式相同，点击完成后绘制轮廓，钢筋直径可按照实际大小12mm绘制，绘制完毕点击完成，即做出通长筋。通过建模后测量其长度，可知通长筋长度15.31m已经超过钢筋定长（12m），故分两部分进行连接，根据图集要求，通长筋应在跨中Ln/3范围内连接，本模型采用了最小临界值（Ln/3），长跨连续，通至短跨的Ln/3处裁断，分为两截，标注分段长度，图纸中根据总说明，两段可采取机械连接。如图4所示。

图4 KL钢筋BIM翻样

（2）上部支座非通长筋。

端支座处上部非通长筋：绘制范围考虑与通长筋同侧位置，从梁底开始，取值780mm，90°弯折后伸过端支座内侧边缘，在本跨净跨Ln/3处截止，用参考平面定位。绘制路径完成后，根据实际钢筋直径22mm和18mm，绘制轮廓，完成端支座上部非通长筋绘制。

中间支座上部非通长筋：第一排从中间柱边缘挑出长度为该支座两侧长跨净跨的Ln/3即2533mm（数据见表1），伸至相邻跨同样位置止，两侧伸出长度相同，用参考平面定位，绘制路径完成后，根据实际钢筋直径25mm绘制轮廓，完成中间支座上部第一排非通长筋绘制；中间支座上部非通长筋第二排，从中间柱边缘挑出长度为该支座两侧长跨净跨的Ln/4即1900mm（数据见表1），伸至相邻跨同样位置止，用参考平面定位后，根据钢筋直径的实际尺寸绘制路径及轮廓，放样出钢筋模型，标注其长度。如图4所示。

（3）架立筋。根据图集规定，架立筋与上部非通长纵筋搭接长度为150mm（数据见表1），同样用“放样命令”，依据已做好的上部非通长筋断点，用参考平面定位150mm后，根据钢筋直径的实际尺寸绘制路径及轮廓，可做出模型，标注其长度。如图4所示。

（4）腰部构造筋。构造筋在两端端支座内的锚固长度为15d即210mm（数据见表1），用参照平面以柱内侧为基准，定位出钢筋起点和终点，用放样绘制路径和轮廓，完成钢筋模型，标注分段长度。通过模型知长度13.37m超过定长12m，故在跨内任意位置连接，本模型采用了个位取整的位置，分为两段，伸过长跨深入短跨截断，机械连接。如图4所示。

（5）下部纵筋。根据图集规定的锚固长度“伸至上部纵筋内侧”留钢筋净距25mm，即距柱外侧400mm为起点，用参考平面定位后绘制轮廓，90°向上弯折15d即375mm（直径25mm）和330mm（直径22mm），在中间支座锚固LaE=34d即850mm（直径25mm）与748mm（直径22mm）（数据见表1），通过参考平面定位后，用放样绘制路径，根据钢筋直径的实际尺寸绘制轮廓（直径25mm和直径22mm），完成钢筋模型。如图4所示。第二排直径为25mm的钢筋样式和长度与第一排的完全一样，不需另外做模型。

（6）箍筋。为4肢箍。外围的大箍筋，通过右侧视图，根据梁混凝土轮廓，用参考平面定位出保护层20mm后，通过放样绘制矩形路径，根据钢筋直径的实际尺寸绘制轮廓，可做出模型，宽度为460mm，高度为760mm。其数量，根据箍筋加密区范围为1.5hb，第一根箍筋起点为柱内侧50mm，和非加密区范围（除加密区外）（图集规定），通过“矩阵”命令，放样后，数量即可获得，如图4所示，加密区为13×4=42根，非加密区为34+16=50根。若需要获得比较精确的数据，可将梁上下部纵筋按照图纸标注，放入混凝土轮廓后，再绘制，原则是与大箍筋之间间隔一根钢筋即可，由此得到小箍筋的宽为200mm，高度与大箍筋相同即760mm。其绘制方法与数量统计同大箍筋。两种箍筋弯钩直段长取10d，即80mm。

（7）拉筋。根据图集规定，“当梁截面宽度大于300mm时，取8mm”。采用“箍住纵筋，与箍筋同侧”的构造，宽度与箍筋相同，即460mm，即其数量满足规范“间距为非加密区箍筋间距的2倍”，分两行布置，即非加密区为（34+16）/2×2=50根，加密区为9×4=36根，弯钩直段长80mm。如图4所示。

三、智慧翻样平台填写

（一）设置弯折内径

登录企业BIM智慧翻样平台

设置量度差需要的弯折半径，见图5。

此项设置需根据企业钢筋加工设备的实际弯折直径采用。

（二）填写钢筋下料表

1.填写构件项目信息

根据项目名称，所在位置、区域、构件等信息，进行以下设置，见图6。

2.填写下料表

点击“KL”，在右侧空白区域右键新建“多行”，根据之前建好的钢筋模型，在钢筋库中，选择对应的钢筋样式，将钢筋信息填写至钢筋表，注意选择钢筋样式时需要考虑机械连接的“正反丝”，见图7。

图7 下料表填写

（三）下料表导出

1.项目信息填写

根据项目及构件信息，填写信息，见图8。

图8 下料表导出信息填写

2.下料表导出

导出钢筋下料表的Excel格式，完成钢筋下料工作，见图9。

图9 导出的钢筋下料表

四、结语

本文以一个完整工程中的一根KL为例，通过Revit软件，对钢筋进行三维翻样，并导出钢筋下料表。该方法适用于任何情况，特别是复杂节点的钢筋翻样，适用面广，翻样快捷方便，无须手算，最大限度减少了出错的可能性，提高了钢筋翻样的效率，同时企业BIM翻样平台中提供了丰富的钢筋样式可供选择。另外Revit钢筋模型还可以参数化，可用于所有构件中相同样式的钢筋，一次建模，永久并广泛使用。企业BIM智慧钢筋翻样平台为钢筋下料表的导出提供了非常快捷方便的量度差扣减、钢筋用量统计，使得翻样工作人员的工作量得以最大限度地减少，整个钢筋翻样过程智能化程度大大提高。