基于BIM的大型货运机场项目钢筋深化应用研究

马思颖，支小刚，匡耀辉，李 强

（上海宝冶集团有限公司，上海 200941）

0 引言

在BIM技术应用过程中，模型的精确程度对后续交付使用有很大影响。Revit软件对大多数的混凝土模型可进行建模工作，但在混凝土结构中的钢筋建模存在以下问题：建模速度较慢；Revit软件需整合全过程、全专业，数据量巨大，钢筋的图元数量极大，远超建筑构件数量，直接导致模型过大，整体载入对软件运行速度不利。

本文对BIM技术在钢筋工程的各方面应用进行分析，并结合某机场项目探讨钢筋工程运用BIM技术的具体方法和作用。

1 数字化建造技术路线

BIM技术的实施贯穿且前置于项目的整个深化设计、施工、竣工阶段，施工过程从人员进场熟悉图纸、BIM约束性文件到项目族库的制作、深化设计模型的创建再到模型的审核、出图过程中对于计量、施工进度、质量、安全的管理，最终到项目竣工模型，有严谨的模型创建、审核及提交的过程。数字化建造技术路线为：施工投标→设计模型复核→高精度模型深化→模型出图→平台管理→模型上会→模型归档→模型轻量化→检验批挂接→按模型施工→现场验收→模型计量→计量支付→竣工交付。

本文结合某机场项目进行相关应用测试，利用Revit软件进行构件钢筋模型的创建，直接从钢筋模型中抽取二维施工图纸、计算工程量，并对构件钢筋模型及图纸、工程量进行参数化设计，实现了钢筋模型的交付，获得模型及施工图，为后续的按模施工、质量验评、计量计价打好基础。

2 钢筋模型深化研究

2.1 钢筋深化技术路线

针对施工图设计结构模型校核，按拆分原则及标准拆分校核设计结构模型，对拆分好的结构模型按构件进行钢筋深化工作。依据专业划分，对模型结构、模型构件分类、模型构件信息及编码、模型审批及模型计量计价等进行了深度LOD500的钢筋模型深化，以确保BIM模型的准确性，以确保图模一致，深化思路为：针对施工图设计结构模型校核→按拆分原则及标准拆分校核设计结构模型→对拆分好的结构模型按构件进行钢筋深化工作→钢筋模型深化出图→现场贴图、指导施工。Revit绘制钢筋模型流程为：选择结构构件→设置构件保护层→选择钢筋形状→确定放置平面、钢筋集布局方式→放置钢筋→进入三维视图检查钢筋并进行调整→为钢筋赋予相关信息→创建完成。

2.2 优化钢筋排布

2.2.1 绘制方法比较

利用插件功能对构件钢筋进行建模。目前市场常用的钢筋建模软件的有广联达、鲁班及晨曦BIM插件等。利用插件对桩、独立基础、筏板基础、条形基础、集水坑、柱、墙、梁、板等构件生成钢筋实体模型（见图1）。

图1 钢筋模型

在前期建模中，利用插件与常规绘制相比速度快，但因插件未设置图集规则等，不满足项目后续按模施工，更达不到质量验评、计量计价的要求，后期需投入大量的人力和时间根据图纸、图集及具体施工工艺进行参数化调整，对于交接部位、复杂部位的钢筋，插件无法直接生成，针对该节点部分也要进行二次深化、绘制钢筋。工作量不亚于常规绘制，还会存在调整不完全的情况，为保证钢筋模型的精细程度，本项目最终选择常规绘制方法。

2.2.2 模型拆分

钢筋的图元数量极大，远超建筑、结构构件的数量，一根结构柱的钢筋就可达上百根，如果将全部构件的钢筋图元放置在一个模型中，会导致模型过大，对软件运行速度不利。针对于此，本项目依据设计图纸按照不同标高、不同类型的构件，从横向、纵向将钢筋模型进行拆分，分为基础、柱、梁、板等钢筋模型。

3 审核要点与深化问题

3.1 审核要点

1）提前设置好结构构件的保护层厚度；确定钢筋命名、钢筋类型等。保护层厚度需要特别注意，因为Revit软件保护层对钢筋存在约束，如果设置错误，会导致后续钢筋模型全部错误，无法过审也无法满足后续应用。

2）在绘制钢筋模型时，注意钢筋起步距离、间距及钢筋是否碰撞；结构构件的箍筋模型往往采用钢筋集的形式布置，这种布置方式需严格核对钢筋的起步距离，否则也会导致大量返工修改的问题。

3）钢筋集布局规则采用数量间距，避免出现钢筋间距不符合图纸要求的情况，Revit模型中只有间距数量的布置方式可严格固定钢筋间距并成组布置。

3.2 深化问题

1）图模一致性问题 此类问题为最主要的钢筋深化问题，此处的图模一致性不仅包括钢筋的配筋根数，配筋长度型号与图纸一致，而且包括钢筋的排布方式、下料方式及构造形式与图集和现场施工标准相符，这就需要建模人员不仅要熟悉钢筋的建模也要熟悉钢筋的施工。以下为图模一致性问题的具体案例和解决措施。

问题描述：独立基础配筋到最后1根时，可能会出现在保证边缘间距和钢筋间距的情况下，钢筋靠得很紧的情况，如图2a所示。

解决措施：当独立基础最后1根不够钢筋排布时，最后3根则均匀分布，如图2b所示。

图2 独立基础钢筋布置优化前后对比

2）模型交界问题 此类问题为根据检验批划分或施工顺序要求，需将模型构件拆分分别进行钢筋建模而出现交界位置的钢筋问题，此类问题往往由于模型文件的分离而很难发现，但在后续按模施工时特别突出，需要重视。以下为模型交界问题的具体案例和解决措施。

问题描述：按照施工顺序，基础柱插筋与上部柱钢筋会分别进行绘制，柱纵筋容易出现不匹配，后续调整耗费时间，如图3a所示。

解决措施：在创建上部柱模型时，连接柱插筋模型相对应进行创建，严查钢筋对接位置处纵筋平面布置和箍筋间距，如图3b所示。

图3 柱钢筋布置优化前后对比

3）施工措施问题 由于Revit软件的建模特性，软件本身无法完全表达现场钢筋的排布形式，此类问题需在后续模型应用的过程中使用管理手段进行修正。以下为施工措施问题的具体案例和解决措施。

问题描述：依据地坪平面图，结合现场实际施工建模，使板顶x向与y向钢筋紧贴布置，导致出现大直径钢筋保护层满足要求，小直径钢筋保护层超出要求现象。

解决措施：对施工班组进行技术交底，确定板顶x向、y向钢筋的布置；与四方沟通确定板钢筋的布置；确定意见，在确保钢筋保护层符合要求的情况下，允许x向、y向钢筋在模型上存在碰撞。

4 应用价值分析

在本项目中，应用BIM技术对钢筋施工有着一定的作用，在施工前规避了部分问题，进行了工艺上的优化，为后续模型深化出图、按模施工、质量验评、计量支付等夯实基础。

1）三维可视化 全面、直观地从各角度了解钢筋的数量、直径、排布信息，检查钢筋分布是否合理，在施工前尽早发现问题，找出施工中不合理的地方及时进行调整，或商讨出最佳施工方案与解决办法，降低传统2D模式的错、漏、碰、缺等现象的出现，提高钢筋工程施工质量，缩短工期。

2）精准算量 依据钢筋深化模型，检查实体钢筋配置，确定钢筋下料方案，确定下料长度，减少施工过程中的浪费。

3）按模施工 将钢筋深化出图成果（模型、深化平面图、剖面图）交于项目部技术、施工相关人员审核后，交于咨询、监理、造价、设计等管理单位审核。要求现场甩掉蓝图，按模施工。将模型切图与现场施工一一对应，并将复杂节点构造详图布置到施工现场，保证现场施工质量，提高施工效率。

5 结语

本文通过Revit软件，分析主要结构构件的钢筋创建流程、注意事项及常见问题，对于满足机场项目全数字化建造质量要求的钢筋模型具有一定的指导和借鉴作用。该项目的钢筋模型创建也有未解决的问题，需后续进一步研究。