Revit软件与结构模型接口的对比

陈轶伦

(中机中联工程有限公司成都分公司, 四川成都 610000)



Revit软件与结构模型接口的对比

陈轶伦

(中机中联工程有限公司成都分公司, 四川成都 610000)

BIM技术作为建筑行业在信息化时代的一次重大改革，其体现的协调性、精准化都将行业标准提到一个新高度。但在BIM设计环节中结构专业却因为软件本土化程度不高造成参与度不高，工作深度、精度都达不到其他专业程度，这在一定程度上限制了BIM的推广应用。文章将对目前市场上已有的针对结构专业的软件、接口研究做出浅略分析。

BIM； 结构设计； Revit软件； 模型接口； 建筑设计

BIM(Building Information Modeline)是近几年兴起的新技术，旨在利用计算机软硬件技术，通过建筑信息模型的创建和使用，实现建筑信息有效传递和共享的技术。而Revit软件作为Autodesk开发的BIM家族系列中的一员，承担着三维图形建模的任务，提高了设计、施工、管理的质量和工作效率。但目前为止，Revit的三维模型对建筑、设备专业的帮助要远远大于结构专业。造成这个现象的原因有几个，但其中一点是因为Revit系列软件在物理模型和力学分析模型上对接不适合国内建筑环境。

1 Revit本土化不足的局限

Autodesk公司开发的Rveit系列软件中，由于Revit本身只负责建立物理模型，之后该物理模型将被发送至Robot Structural Analysis进行结构分析，而后优化的有限元分析模型发回Revit进行更新。这个工作流程在国外建筑设计行业内已经推广开来，但对于国内的同行们来说Robot Structural Analysis这款计算分析软件并不适合，其缺乏一些重要的规范使其分析并不满足国内的法规和审核，在某些算法上也与国内常用的PKPM不同。例如Robot Structural Analysis在计算结构周期时，其重力荷载代表值中并没有考虑荷载效应，这样计算的周期结果不符合国内的规范要求[1]。

2 Revit与结构计算软件接口

既然Robot Structural Analysis在结构计算方面存在本土化不足的问题，那么用国内结构设计常用的PKPM等软件与Revit进行组合，就能增加结构专业在BIM中的参与度。

目前主流的结构计算软件是PKPM和YJK两种，在行业内对这两种本土软件的应用已经相当成熟。而且随着两家公司不断贴合实际地进行更新改进，这种应用趋势应该会继续延续很长一段时间。如何让本土计算软件与Revit进行对接也是目前研究的方向之一。

2.1 盈建科与Revit

盈建科公司创建于2010年，其开发的YJK在原本PKPM的基础上进行改进后诞生的产品。比起老牌的PKPM，YJK的更新换代速度要快很多。在BIM刚开始在国内推广时，盈建科就准备着手开发相关软件。盈建科认为Revit原有的结构功能不能胜任，而自身的结构模型又是独立于建筑模型的，且不能随着建筑模型联动修改。因此他们的解决方案是制作一个转换接口，让Revit模型和YJK模型可以相互转化。YJK的结构模型依然独立，但与Revit模型做到一一对应，同时让二者同步更新。这样一来，YJK结构模型就成了一个影子模型，而Revit模型则可以随着建筑方案不断进行修改。最后生成的结构模型与钢筋数据写进Revit模型内，绘制出结构施工图。

在转化成的Revit模型中，原有的混凝土构件会自动转化为对应的族文件。点击单个构件可以看到其所属族、几何尺寸、钢筋数据和材质，如图1所示。

图1 YJK模型构件有钢筋数据

而在实际工作中，Revit建筑方案和YJK结构模型是由不同部门不同人员负责的，二者都是在不断修改更行。YJK结构模型分为上部和基础，经过修改的部分会直接更新在YJK生成的Revit模型上。而结构模型中没做改动的部分程序会自动跳过，这既可以加快模型转化的速度和精确性，又能保留原始文件的完整性。而更新后会自动弹出一个列表让工程师检查，每一个更新都会有高亮显示，方便确认效果。

Revit中平法施工图流程大致相同，这里用梁平法施工图绘制流程作为例子：

(1)利用Revit模型生成结构平面模板图。

(2)使用YJK结构平法施工图相关模块，利用影子模型生成对应楼层的平法施工图。

(3)人工优化配筋后，将钢筋数据写进RE模型。

(4)读取数据，使用Revit对梁钢筋的族定义和标注方式，在Revit模板图上完成梁平法施工图的绘制，如图2所示。

(5)图面、钢筋的修改都在YJK内进行，修改后同步至Revit平法施工图上。

因为存在这个YJK影子模型，结构施工图的绘制虽然是依靠Revit模型，但配置钢筋却是在YJK，也就是设计人员熟悉的CAD界面内完成的。其画法、标注方式都是按照常用的11G-101内的标准来，最后再发回Revit自动识别生成Revit钢筋数据，生成结构施工图。这样绘制施工图的同时也得到了带钢筋信息的Revit模型。

盈建科的这个接口做了4年多了，目前不仅支持将YJK自身的模型导入Revit，也支持将PKPM、MIDAS、ETABS等转化成YJK模型。

不过如果不使用YJK结构跑过的模型，单纯转换的模型是没有钢筋数据的。而如果只是要做到工程翻模精度，这个开放的接口可以不失为一种权宜之计，让使用其他软件的设计师快速导出一个Revit几何模型。

2.2 PKPM与Revit

PKPM作为老牌国内结构设计软件一直在结构设计方面处于领头羊的地位，很多设计单位都是用PKPM主打设计，在校学生基本也是从它开始学习设计，可以说PKPM应用还是相当广泛的。正如前文所说，Revit与Robot Structural Analysis配合设计因为缺少本土规范存在运用不便。那么在BIM上PKPM也希望取代不太本土化的Revit结构设计，让结构工程师能无缝衔接进BIM进度中去。

PKPM衔接REVIT的方式目前有几种，下文将对其中几种做出初步探索。

2.2.1 PKPM转YJK转REVIT

这是个繁琐的步骤，连续两次转化让模型更容易出现差错。在对两个模型进行尝试性转化后，我们发现基本构件的几何信息都完整转过来了。不足的地方其一是在悬挑板的标高会出错，原因在于YJK和PKPM对标高的设定是不同的；其二是这是个只有外表却没有内部计算信息的模型，即使通过YJK接口转化成RE模型，里面也不会自动生成钢筋数据，仅仅能做到翻模精度。

2.2.2 RStar CAD

RStar CAD是一款专门开发出来作为对接的软件。在试用过程中，笔者将Revit模型通过该软件导出为PKPM模型，PKPM显示该模型可以打开。但在PMCAD进行查看后还是发现了一些不足之处，如导入的模型缺少了轴号、楼板和荷载数据。

同YJK的转换接口相比，RStar CAD对于识别RE中的族是没有问题的，但在转化为PKPM内构件过程中存在缺陷，仅仅只能做到翻模程度。而且目前RStar ACD官网上的版本为2013，匹配的为REVIT 2013与PKPM 2010。但目前主流REVIT已经升级为2014或更高64位的2016。综上，这款软件转化效率确实不高，并不是很实用。

2.2.3 PKPM的自我BIM开发

PKPM自己手握开发代码，开发出自己的BIM软件也是顺势而为。2015年9月22日，PKPM的开发公司——中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司举办了一次发布会，向同行们介绍了他们新的产品：PKPM V3.1和PBIMS。建科院宣称这个PBIMS是国内首个自主开发、自主知识产权的本土化BIM系统。

PBIMS的最底层平台是各个专业的模型设计平台，各专业保持相互关联又各自独立，工作流程更符合国内设计流程与工作习惯。其协同工作借鉴了国外的优秀经验，支持专业内、专业间、异地协同工作等BIM核心特征，而且兼顾国内设计流程，拥有设计版本管理、团队即时通信等能力。设计数据拥有统一标准，方便专业间协同时数据效换与共享。在设计方面更新优化了PKPM计算能力，并融合了国家的BIM标准和建筑行业标准规范。PBIMS一键出图能力解决了三维设计与二维出图的矛盾，更符合国内的制图习惯，提高三维模型性价比。另外该系统还采用了高效数据库技术，解决了大型工程项目多专业信息集成与显示效果问题，提升后期工作效率。

国内行业专家认为，BIM的全面落地是一项巨大的工程，单单只靠几个软件和设计单位还是远远不够的，需要一个开放的平台和完整的系统生态环境。专家提到了手机内的代表安卓系统，希望国内的BIM也可以像安卓系统一样拥有友好开放的环境，欢迎和鼓励软件契合和二次开发。而这种趋势也确实在BIM大环境内得到不断发展。近年来，PKPM就成功与Bentley达成战略合作关系，推出了本土化的协作平台PKPM-PW，致力于让设计和管理挂钩做到一体化。

不论是PKPM-PW还是现在的PBIMS，都是PKPM打造开放式平台和软件生态环境的努力成果。PKPM也在以一种更加开放、合作的态度来推进中国国内市场的BIM技术落地与深度应用。随着时间的推移，BIM在他们的努力下绽放出它真正的价值，回报给行业内所有受益者。

2.3 TSSD探索者

说起探索者，结构专业的设计师基本都不陌生。其地位就如天正在建筑专业一样，其钢筋绘制、配筋量计算、构建计算都让结构专业的绘图速度得到了一个提升。TSSD作为一款比较专业的结构绘图软件开发商，利用Revit也开发出了自身的BIM配套软件。目前包括建筑建模软件、结构建模软件、钢筋算量软件、钢结构三维数据接口、结构三维数据接口软件、基础三维数据接口等。但从一般的结构计算看，TSSD也和YJK一样分别针对基础和上部分别开发了接口，配合常用的PKPM、YJK、Midas等将数据转换成Revit模型。

首先结构工程师依然是依照熟悉的步骤建立PKPM模型，在进行计算后优化模型得出模型数据和PKPM平法施工图。TSSD将模型和平法施工图依次导入进REVIT。导入的模型目前来说比前几款错误率要少一点，但识别能力还不足，容易把构件上的节点考虑进去造成构件被打断。需要在导入前或后期手动修改。

将平法施工图导入平面模型里，TSSD会识别施工图上的标注，按照标注进行三维钢筋建模，这些集中标注和原位标注都是可以进行更改，如图3所示。但如果建筑较复杂，这个效率不会太高。笔者认为在设计流程不能完全脱离CAD出图的阶段，设计团队可以先完善施工图，再提交给TSSD导入Revit，这样可以减小工作量。

图3 模型内套入施工图

而在完成了钢筋深度的三维建模后，TSSD自动获取楼层总信息和构件配筋信息，对构件混凝土、钢筋的用量进行统计。

(1)总体信息、配筋数据从平法施工图中自动读取。

(2)需特殊处理的结构层、构件自动识别。

(3)工程量自动计算。

(4)可按构件、结构层、标准层、全楼汇总和导出混凝土和钢筋工程量，如图4所示。

图4 钢筋统计界面

因为PKPM建模中时对构件的混凝土等级是有设置的，而平法施工图中对钢筋型号也有分类确定。这样让后期统计的精确度可以保持在一个较高的水准，后期提资也很快。

3 结束语

Revit可无缝对接的结构计算软件Robot Structural Analysis与本土的PKPM对比表示在计算结果上还是有一定的偏差。市场上的软件公司显然也发现了这其中的商机，抓紧机会开发自己的产品补上这个短板。虽然目前这些辅助结构专业的软件或多或少还有些缺陷，但胜在让结构工程师们操作熟悉的软件，这种平台推广普及率很高，能够确确实实帮助他们参与到BIM项目中来。目前建筑行业的BIM普及推广趋势基本是不可逆的。相信设计软件中的不适应和缺憾都将得到不断完善，让BIM技术真正的应用到结构设计中来。

[1] 王晓彤，刘泽州. BIM技术在国内结构设计中应用的可行性分析[J]. 工程管理学报，2015,29(2).

陈轶伦(1991～)，男，本科，从事结构设计工作。

TU17

A

[定稿日期]2016-06-27