可进行高精度混凝土算量的Revit软件建模方法研究

2024-01-24中铁建设集团华东工程有限公司江苏苏州215005

建筑科技 2023年6期

易杰（中铁建设集团华东工程有限公司，江苏苏州 215005）

0 引言

随着国内建设和工程设计行业的迅猛发展，传统的二维设计模式将逐渐退出历史舞台，取而代之的是三维信息建模（BIM）。其表达形式具有直观、易读的特点，无论是建设方、设计方还是施工方，都能很快地全面掌握项目信息，从而降低项目各参与方尤其是非专业人士理解项目信息的难度，减少项目变更，提升不同专业之间和各参与方之间对项目的协同能力。三维BIM在项目各阶段都能带来巨大的优势[1]。

随着BIM技术在国内的高速发展，BIM技术经历了以建模为主、以单机应用为主的BIM1.0时代，也刚跨过了以技术应用为主、多软件为主、基于文件的云协同为主、施工阶段为主的BIM2.0时代，如今BIM技术已经来到了从项目应用到企业全面应用、从施工阶段应用到工程的全生命应用、从技术管理应用到全专业综合管理应用的BIM3.0时代[2-3]。

BIM技术在工程中的应用价值越来越得到建筑行业各参建单位的高度认可，工程算量作为工程建设中的重要环节之一，与BIM技术的结合也是大势所趋。但是传统的工程算量采用的广联达科技股份有限公司（以下简称“广联达”）的图形算量软件GCL，无法很好地利用Revit软件模型直接算量，需要重新建模的工作量大。目前国内很多项目应用BIM技术开展了项目管理应用，过程中也进行了BIM模型算量的应用落地，但是计算数据仅限于项目技术部门内部使用，项目商务部门还是根据自己的算量软件所得的数据进行结算，这种现象在整个建筑行业是普遍存在的。本文将基于Revit软件算量模型所得的数据和预算工程量进行对比分析，论证数据的准确性和可实施性，探索出一种可用于高精度混凝土算量的Revit软件建模方法[4]。

1 建模方法与模型算量数据的准确性探讨

Revit软件作为最为基础的建模软件，在BIM技术应用过程中扮演着不可或缺的作用。Revit的明细表功能可以一键导出构件实物工程量，商务部门不认可其数据的最重要原因在于对数据的准确性存在质疑。而影响数据准确性的主要原因除了模型的建立精度以外，还在于保证模型精度的情况下，Revit软件的计算规则和规范在扣减规则方面的不一致[5-6]。

1.1 常规建模方式实验模型详细参数

笔者建立一个实验模型，设定层高为3 000 mm，柱尺寸为600 mm×600 mm，梁KZ1为600 mm×300 mm、KZ2为400 mm×200 mm，墙厚200 mm，楼板厚度为120 mm，轴线间距为6 000 mm。通过常规建模方式建立模型，实验模型三维图如图1所示。利用Revit软件明细表计算功能构件工程量。墙、楼板构件工程量，如表1所示；柱、梁构件工程量，如表2所示。

表2 常规建模方式柱、梁工程量统计表

1.2 实验模型所得与手工计算所得工程量对比

通过手工列式计算，验证试验模型各构件的具体工程量的准确性，计算过程、结果及与实验模型所得工程量的对比，如表3所示。

表3 实验模型所得与手工计算所得工程量对比

通过对比手工计算结果和实验模型统计结果发现，同类构件的模型量和手工计算所得的工程量数据相差较大，其中混凝土总量相差了0.144 m³。

1.3 工程量差额原因分析

导致混凝土工程量偏差的原因有以下2个方面。

（1）在建立常规的建模方式模型时，没有考虑扣减不同构件的重叠部分，如图2所示。在绘制墙体构件时，软件只会识别到楼层标高，不会自动识别到梁底部标高，而在统计工程量时会将重叠部分的体积计算在墙的明细表内，扣减梁的体积，从而造成偏差，所得数据小于真实数据；在绘制楼板构件时，楼板在与柱、墙相交的部位，柱、梁会自动扣减重叠部位的体积，如图3所示，造成柱和梁明细表工程量统计表中的数值小于真实数值，而楼板明细表工程量数值大于真实数值。

图2 梁、墙体积扣减模型图

图3 柱、梁、板体积扣减模型图

（2）当楼板、墙和梁3个构件重叠时，框架梁会自动扣减楼板所占的体积，如图3所示，但是不会自动扣减墙和楼板重叠部分的体积（如图4所示），软件会重复计算楼板和墙重叠部分的体积，该部分体积为0.1×0.12×6×2＝0.144 m³，因此混凝土总量偏差了0.144 m³。

图4 墙、板重叠模型图

1.4 提出可进行高精度混凝土算量的建模方法

分析造成算量差异的影响因素，如各构件的材料类型、规格不一致，会造成最后的汇总工程量与实际工程量不一致，但是完全可以在建立模型时避免这样的问题。可进行高精度混凝土算量的Revit软件建模方法将从以下5个方面展开。

（1）明确建模的目的和用途，根据结构施工图绘制模型的楼层标高；各构件的建模顺序为柱、墙、梁、板，各构件根据设计要求为对应的材质给予定义，如混凝土标号，以便后续明细表统计不同材料工程量。

（2）由于本建模方法所得数据是预算数据，所以在建立柱构件模型时，不需要考虑实际施工在梁柱核心节点区域所采取的构造措施，按正常楼层标高和柱类型建立即可。

（3）在绘制墙构件时，禁止贯穿结构柱，需在柱外表面处断开，连续墙经过多个柱时需要分段绘制，同时墙顶标高需考虑上部标高是否有梁、板结构，需将墙顶标高调整至梁、板结构的底标高处。

（4）在绘制梁构件时，如果梁端支座在剪力墙部位，需要绘制在墙结构外边线处；如果梁端支座在柱部位，需要绘制在柱结构外边线处。

（5）在绘制楼板构件时，不能整体绘制，每跨板需要单独绘制，同时需要根据梁和柱的结构边线位置进行绘制。

1.5 重构实验模型

根据可进行高精度混凝土算量的Revit软件建模标准的相关要求对模型进行重构。重构完成后的三维模型，如图5所示。

图5 重构模型三维图

1.6 实验结论

对重构模型明细表汇总计算墙、楼板构件工程量（如表4所示），梁、柱构件工程量（如表5所示）。从重构后的模型明细表中得出楼板工程量3.953 m³、墙工程量5.184 m³、结构构架工程量4.320 m³、结构柱工程量2.808 m³，与手工计算的工程量完全一致。由此证明由Revit软件建立的模型只要根据高精度混凝土算量的建模方法建立，所得的工程量明细表数据是真实可用的。

表4 可进行高精度混凝土算量的建模方法墙、楼板工程量统计

表5 可进行高精度混凝土算量的建模方法柱、梁工程量统计

2 可进行高精度混凝土算量的建模方法可实施性探讨

2.1 应用工程简介

某工程位于浙江省杭州市拱墅区，建筑面积182 017 m2。其中，地上建筑面积128 807 m2，地下建筑面积53 210 m2。地上共有4栋楼，其中：1号楼29层，建筑高度94.3 m；2号楼、3号楼均为7层，建筑高度23.6 m；4号楼30层，建筑高度97.5 m。本项目前期根据算量模型建模标准，分为地上、地下2部分建立模型，地上部分又对每一个单体分别建立模型，按上文所述建模方法进行建模，最后形成整体模型（如图6所示）。

图6 项目整合算量模型

2.2 混凝土工程量计算与应用

2.2.1 单体混凝土工程量

对应用工程的S1号楼的各构件的工程量进行统计，得出：结构墙混凝土工程量3 239.57 m³、结构楼板混凝土工程量5 146.83 m³、结构柱混凝土工程量2 855.65 m³、框架梁混凝土工程量3 703.72 m³；对S2号、S3号楼的各构件的工程量进行统计，所得结构楼板混凝土工程量2 743.10 m³、结构柱混凝土工程量1 270.26 m³、框架梁混凝土工程量640.21 m³；对S4号楼的各构件的工程量进行统计，所得结构墙混凝土工程量3 479.70 m³、结构楼板混凝土工程量5 284.98 m³、结构柱混凝土工程量2 815.64 m³、框架梁混凝土工程量3 834.74 m³。

2.2.2 模型工程量拓展应用

通过高精度混凝土算量的建模方法建立完成后，分别由Revit软件导出每一个单体混凝土总量提取明细表进行汇总，形成混凝土总量辅助项目前期总体策划。

模型建立完成后，通过广联达算量计价软件的Revit插件导出GFC格式文件，再导入到项目商务部门的算量计价软件中使用，减少了商务部门重新建模的工作。

在施工过程中，还能根据模型按不同构件统计每一个楼层的工程量，为月计划提供依据，同时还能借助第三方插件计算脚手架工程量和模板工程量，辅助周转料策划。如工程中有设计变更，只需结合变更通知单内容对模型进行修改，修改完成后，相关数据也会实时自动计算更新，后期也可以作为实体工程结算的依据。