基于BIM的钢筋工程复杂节点深化设计及应用

（中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北 武汉 430000）

长期以来，钢筋翻样是一项较为粗糙的工作，从业门槛低、专业性不强、精度要求不高。随着建筑造型越来越复杂化，空间三维节点、不同专业之间深度结合的需求也越来越多。此时，仅依靠二维图纸，通过平面、剖面等简单几何关系来展现复杂钢筋构造的工作方式显得越发局限，复杂节点精准化深化设计的需求越发明显。

1 常规钢筋翻样方式分析

常规翻样方式有Excel 表单以及E 筋、广联达等二维电算软件，在处理简单构件时，这类软件功能上都能满足；但对于基础套坑、劲性结构等复杂节点，由于软件功能不够完善，缺乏精准的三维模型来辅助校核钢筋节点关系，同时也缺乏不同专业之间工作协同开展的综合模型，因此在翻样料单准确率、钢筋排布合理性、现场施工可行性方面存在很多问题。常规翻样方式优缺点分析如表1 所示。

2 基于BIM的钢筋工程深化技术

2.1 核心技术简介

针对常规钢筋翻样技术解决复杂部位的不足，引入基于BIM 技术的钢筋工程深化设计的理念，建立精确的钢筋混凝土真三维模型，将模型的直观表达效果与专业人士的经验技能相结合，从而实现对复杂节点的优化，同时在模型中存储与之关联的施工建造信息，最终即可导出精准的翻样数据、可视化的平面图。

表1 常规钢筋翻样分析对比表

将BIM 技术引入钢筋深化设计中，上述问题迎刃而解。基于BIM 技术的钢筋工程复杂节点深化设计的优势主要表现在：①混凝土及钢筋模型3D 可视、平面剖面可随意切换；②模型中所见即所得，钢筋尺寸及定位精准；③提前进行钢筋碰撞校核，对节点构造不合理、可能会影响后期施工之处能及时给出合理建议及调整方案。

中建三局工程技术研究院基于某BIM 软件自主研发了钢筋BIM 翻样辅助系统（以下简称系统），如图1 所示，具有参数化建模、智能化断料等技术先进性，通过标准化协同建模、模型审核、局部复杂钢筋节点校核调整等方式，建立直观、精准、具有施工指导及应用价值的真三维模型，并能实时导出料单、钢筋排布图、平立剖面视图等成果。

图1 钢筋BIM翻样辅助系统

2.2 工作流程概述

采用BIM 技术进行钢筋工程复杂节点的深化时，首先对不同专业的三维模型进行整合，然后通过施工模拟找出需要深化设计的复杂部位，并将优化方案提报给设计进行确认，最后依据优化后的方案及轻量化三维模型进行辅助交底及施工验收。工作流程如图2 所示。

3 应用案例

以下针对基础套坑、劲性结构等典型常见的复杂钢筋节点，结合深化设计主要操作流程，探讨BIM 技术在解决钢筋工程问题中的应用效果。

3.1 基础套坑

某项目地下室基础筏板中存在多种标高的电梯井、集水井及独立基础，各种坑井底部需要扩底放坡，实际成型后的基地底板非常复杂（图3、图4）。

图2 复杂节点BIM技术应用流程

图3 基础套坑平面图

图4 基础套坑剖面图

该类型复杂节点的BIM 深化及施工应用关键步骤如下：①创建三维的混凝土模型；②将复杂的基坑简单化，在模型中以坑底每个面为单位，单独设置每个区域钢筋；③完成基坑底部所有钢筋布置，并利用系统编号功能进行编号；④输出料单及排布图（图5）。

图5 钢筋排布图

3.2 劲性结构

某项目有钢结构混凝土的框架柱，混凝土梁与钢骨混凝土柱连接的节点，设计只提供了一个通用大样（图6），要求混凝土梁钢筋与型钢柱腹板连接的时候只能在腹板上穿两个孔，因此梁柱连接时的多样性导致了很多节点位置都无法满足设计要求，给施工造成了很大的困难。

该类型复杂节点的BIM 深化及施工应用关键步骤如下：①创建钢筋混凝土三维模型（图7）；②在满足设计要求的前提下，调整钢筋形状避开钢骨柱；③将钢筋模型与钢结构模型进行整合，找出碰撞冲突之处，并进行穿孔优化（图8）。

4 结语

基于BIM 技术的钢筋工程复杂节点深化设计弥补了常规钢筋翻样技术的不足，为钢筋工程精细化翻样及施工提供了有效的解决方案，进一步验证了钢筋BIM 翻样技术的可行性、可靠性和先进性。

图6 劲性结构通用大样图

图7 梁与劲性结构柱连接处钢筋混凝土模型

图8 型钢腹板穿孔定位