基于Revit的结构BIM正向设计的研究分析*

崔晓燕

(兰州石化职业技术大学，甘肃 兰州 730060)

Revit软件是工程建筑行业应用BIM技术的重要平台，工程技术人员可以在Revit软件当中进行建模、计算，快速得出工程建设的物料情况。目前，从我国工程建筑产业实际情况来看，Revit结构设计能力相对不足，这也导致在很多情况下利用Revit结构设计图纸与我国制图规范和设计要求不相符，从而对BIM技术的应用效果有一定的影响[1]。因此，加强对Revit软件的研究，开发一套满足中国设计规范的设计标准也是工程建设行业推动BIM技术落地的关键所在。而基于Revit结构进行BIM正向设计能推动制图规范的统一化，同时还能够有效解决BIM技术逆向设计所产生的弊端。

1 BIM技术正向设计

1.1 概述

目前，BIM正向设计并没有明确的标准，但工程建筑行业的主流观念认为BIM正向设计是从项目开始时便在BIM平台上进行模型设计，之后根据三维模型导出二维图纸等信息，得出工程算量等成果信息[2]。相比传统BIM设计而言，基于BIM正向设计模式所建立的工程方案是围绕三维模型展开的，此种情况下如果对方案进行改动，通过模型的优化调整能够实时得出改动内容和工程量，并且在正向设计当中如果出现例如管道碰撞、构件尺寸偏差的问题也能够及时发现，降低后续调整概率，这对降低工程成本，提高工程收益，保证工程质量有着重要的意义。

1.2 特点

相比较传统的设计方式而言，基于Revit的结构BIM正向设计具有如下三方面特点：1)设计流程畅通。结构BIM正向设计包含有各种信息资料，而资料的设计是由上向下的方向进行，并且在施工之前给出明确的图例标准，这有助于后期模型的优化和修改；2)自动化计算。基于Revit的结构BIM正向设计是在现代化计算机技术基础上发展而来的，设计人员在模型构建中将相关参数输入软件中便能进行自动化计算设计，在后续的修改中只需要对部分参数进行修正便能对设计进行更新；3)设计结果同步表达。在结构BIM正向设计当中，无论是有限元模型的建立和计算或是施工图纸的绘制等，所有工作的最终目的均是为了表现出工程建筑的实际信息，而基于Revit的结构BIM正向设计所有参数基本是同步进行，这也有助于信息结果的同步表达[3]。

1.3 重要性

利用Revit软件平台进行BIM正向设计对提高建筑工程施工质量有着重要的作用，这是因为在Revit软件平台中能够有效提高BIM模型结构设计效果。在BIM正向设计过程中，主要通过采集施工现场的实际数据来构建模型，从而在Revit软件平台中快速、高效的建立模型，此种构建方式下的BIM模型具有一模多用的特点，通过在模型中增加载荷的方式能够提高结构强度计算的准确性，从而得出钢筋配置信息，得出施工图纸。除此之外，通过BIM模型能够进行施工碰撞检查、工程算量等工作，并且模型结构设计也具有滚动效果，即便后期施工方案出现改变，只需要对结构进行调整便可以得出施工图，并不需要增添补充额外的信息，这对提高施工效率，保障施工进度，控制工程成本有着积极的作用[4]。

从大量的资料中可以看出，冬季冻害和早春霜冻预防是非常重要的，几乎所有关于葡萄的技术资料中都有很详细的介绍，果农可以根据自己的情况选择应用。

2 基于Revit的结构BIM正向设计应用

2.1 建筑结构模型的建立

2.1.1 科学的选择族与共享参数

为了确保在Revit软件平台中建立的BIM模型具有更好的兼容性，需要基于Revit平台内部自带的建模逻辑和参数进行BIM模型的设计构建。例如，设计人员可以在Revit平台中选用软件中自带的墙、板系统族来构建建筑结构墙和结构板等因素，而对于结构梁可选用结构框架族，结构柱可以选用结构柱族。除此之外，在建筑构建设计内需要增加相关的结构信息和共享参数。

2.1.2 结构总信息输入和计算

在Revit软件中，在非几何信息方面的表达相对较少，因此需要在设计和开发的过程中将需要的非几何信息输入到系统当中。并且Revit平台在进行结构设计总信息输入时可以通过对话框的形式进行，确保信息格式符合结构计算要求，同时对话框界面设计也需要与GSSAP保持相同，这更有利于设计人员的操作。

2.3.1 自动成图应用

This study,using doppler ultrasonography and human body test,aimed to detect blood flow differences in cun-kou(radial)artery and anterior tibial artery between normal subject and chronic gastritis patients.

利用Revit软件建立BIM模型时需要通过软件内部的轴网输入模块输入相关信息，为了提高模型构建效率，设计人员需要在软件中以结构设计的方式输入相关信息，建立墙、柱、梁、板等模块，之后在模块中输入相对应的尺寸数据便能够完成模型的建立，并不需要考虑Revit软件所规定的族定义内容。除此之外，还需要设计开发独立载荷输入模块，虽然Revit软件中自带结构载荷的输入方式，但实际操作较为繁杂，而独立模块的开发能够将不同种类的结构载荷快速的输入到信息系统中，从而实现快速建模的目的。

由于不同的工程建设单位在施工图纸绘制过程中存在着一定的差异，为了便于模型的建立和操作，GSRevit软件中开发了一套以梁、柱、墙、板、筋为主的标记族和大样族。设计人员可以通过选择不同的族参数适应自己的绘图习惯，这不仅能提高软件的可用性，同时也能确保图纸标准和BIM数据标准具有一致性。

2.2 建筑模型结构计算

2.2.1 构件模型与有限元模型

设计人员在Revit软件当中建立构件模型，并在其中生成计算模型。之后以构件为基础进行有限元模型的建立，并得出相关数据，在计算完成后设计人员能够获取到构件模型的具体情况，为后续的工程模型建立提供数据参考。

2.2.2 统一计算模型和施工图模型

建筑结构设计是一个不断优化的过程，在此过程中需要进行多次修改，为了降低设计工作量，在Revit软件中建立的模型需要能直接用于结构强度计算中，而这便需要解决计算模型和施工图模型不一致的问题。经过分析研究发现，有以下2点问题需进行处理：1)对模型内部主梁和次梁的交界点进行计算，确保主梁断开，交界位置设置新节点，而在施工图当中，主梁和次梁的交界位置可以连接；2)对梁和墙的交接位置进行计算，并断开墙肢，在交界位置处设置新节点，而施工图纸墙肢位置可以不断开。因此，在对有限元模型进行计算时，利用GSRevit软件能通过智能分段的方式直接计算施工图纸模型，从而保证计算模型和施工模型具有一致性。

通常情况下，施工图纸的绘制主要以平面表示法为主，但不同的设计人员绘图方式存在着一定的差异。为了保证绘图标准的同一性，提高绘图效率，设计人员可以在GSRevit软件中选择相关参数创建符合自己的绘图方式，以此为基础进行墙、梁、柱、板筋图纸的绘制。

在自动成图过程中，需要从以下4点进行：1)读取GSSAP、PKPM以及YJK等软件在结构计算方面所得出的结果；2)在构件计算过程中可以以文字的形式将计算得出的内力和配筋等结果存储在对应构件当中，并利用标签显示出相应的信息；3)根据计算结果对不同的构件进行分段和合并，例如对梁、墙等构件进行智能分段，对同一墙肢进行合并处理；4)明晰板/梁/柱/墙钢筋族内容。

2.3 基于Revit的自动成图

在与郑斌董事长的沟通中，他多次谈及“简单就是快乐”，这是他对于人生的感悟，确也是作为企业掌舵人引领企业发展的精神所在。

汤显祖的另二部剧作——未完成的处女作《紫箫记》，以及“临川四梦”之一的《紫钗记》，均根据唐人蒋防的传奇《霍小玉传》改编。这固然是因了汤显祖“其才情在浅深浓淡雅俗之间，为独得三味”[6]，故使他“任何一剧，也都是最晶莹的珠玉，足以使小诗人们妒忌不已的，那是最隽妙的抒情诗，最绮艳、同时又是最潇洒的歌曲”[7]，但跟小说本身也有着很大的关系。

设计给水排水管道的覆土深度时，一般根据土壤冰冻深度、车辆荷载、管道材质及管道交叉等因素确定。管顶最小覆土深度不得小于土壤冰冻线以下0.15m，行车道下的管顶覆土深度不宜小于0.7m。实际施工时，都是先将路基、垫层、水稳层施工完后再反挖沟槽，受以下因素影响，常常出现反挖深度不够，管顶覆土深度不足：①施工单位为了节省成本，偷工减料，缩小开挖深度，节省回填材料；②受道路两边原有管道接口影响，或者受交叉管道影响，横跨道路管道位置很难降低达到设计深度。管道埋设深度不足，车辆通过路面传导到管道上的荷载较大，容易造成管道直接损坏或疲劳损坏，产生泄漏，从而损坏道路。

2.1.3 信息输入

在GSRevit软件当中，能实现BIM模型和计算模型的双向互导，内容包含有梁、柱、墙等几何和非几何信息，具体信息如下所示：1)总体信息。包括有计算总信息、材料信息、砖混信息、地震信息、时程分析信息等；2)各层信息。包括结构层高信息、砂石强度信息、混凝土构件信息、标准层号等；3)设计属性信息。包括有计算长度、构件抗震等级、施工顺序等；4)载荷信息。包括有局部和集中载荷、温度变化信息、分布扭矩信息等。

1.朝前看，淡忘自己曾经的优秀，将心态归零。人不能抱着过去过一辈子，就跟小孩子考试一样，取得的好成绩已是过往烟云，要有从头开始学起的勇气。平时工作中，有些中层干部反而不如提拔之前工作干的出色，而且大有停滞不前的趋势。这种现象大都是源于一些中层干部过于膜拜自己的优秀，以至于无法再超越一步。只有让自己保持“归零心态”，才能不断进步。之所以要求中层干部保持“归零心态”，是因为每一位中层干部都曾无数次成功过，也正是这些成功才使单位委以重任，但一个单位看的不是我们的过去，而是现在。针对这种情况，中层干部只有在新的工作考验中，因事而异，放下自我，把过去的业绩主动归零，才能不断完善自我，取得新的成功。

2.3.2 施工图纸的绘制

2.2.3 Revit模型和计算模型的双向互导

通过比较各个国家农业补贴政策和农业补贴水平可以发现，目前中国农业补贴政策仍然存在以下几个问题：（1）中国农业补贴力度在不断加大但是仍然处在较低的水平。补贴存在较强的片面性，主要集中在生产资料成本方面，而在教育、科技推广等方面的补贴则明显不足。（2）农业补贴政策在执行上成本较高。中国制定的农业补贴政策中间程度过多，增大中间环节的资金使用量，使得真正最后应用到农业生产者上的补贴费用较少。（3）在监督管理上存在明显不足，农业补贴的相关法律有待完善。国家要通过完善的监管单位和机制确保财政预算用之于民，防止资金的滥用和挪用，同时通过法律手段来保证农业补贴的稳定性以及不会受到其他因素的制约。

2.3.3 模板图和钢筋施工图的绘制

通过GSRevit软件读取GSSAP、PKPM以及YJK等软件在结构计算方面所得出的结果，之后基于Revit软件生成相应的模板和钢筋施工图纸，在图纸绘制过程中可以将配筋信息输入到相对应的构件中，这有助于后期设计人员对构件信息的进行快速修改和应用。

3 基于Revit的结构BIM正向设计要点

3.1 统一Revit模型与结构计算模型

在工程建设过程中，由于多方面因素的影响导致结构计算是一个极为复杂的过程，为了降低计算难度很多情况下需要对计算流程进行简化，这也导致结构计算模型相对较为粗糙。但Revit模型却与之相反，其中模型建立极为精细化，不同的构件需要反应出真实的连接和空间关系。为了模糊两者之间的差异，需要在模型建立中对构件进行修改。例如在Revit软件中可通过端点标高偏移修改或Z轴偏移修改的方式对构件的标高进行修改。在利用第一种修改方式对标高进行修改时构件模型的节点高度和空间高度均会发生相应的改变，而利用第二种修改方式时只有构件模型的空间高度会发生改变。因此为了实现Revit模型与结构计算模型的统一，设计人员需要根据实际情况合理的应用Revit软件的信息修改方式。

3.2 基于Revit软件的平法施工图

钢筋信息不能合理的表达是BIM模型正向设计过程中的难点，这也是影响设计效率的关键所在。在Revit软件当中，模型中钢筋主要是以实体的形式进行表达，而目前国内所应用的施工图平法是将钢筋作为抽象的形式进行表达。为了在Revit软件中更便捷的表现出模型中的配件结构，可以采用平法注释的方式取代软件中的实体钢筋，同时将配筋信息输入到模型构件当中，此信息也可在后续进行修改和替换，这也是结构BIM正向设计的需求。在此过程中，设计人员需要加强对以下2方面内容的重视：1)梁构件建模顺序。由于Revit软件自身机制的限制，在构建模型过程中需要根据构件起点和端点来判断注释符号的放置基点。在软件当中，梁构件的正向设计方向为“左→右”“上→下”，如果不按此规则，注释符号将不能标记；2)标准层。利用Revit软件进行模型构建时主要以“组”的命令进行块编辑，在此过程中需要保证成组对象配筋信息和几何信息要保持一致。如果两种信息不一致，成组的对象还需要进行单独成组。

3.3 钢结构的表达

目前，我国工程建筑产业在结构BIM频发施工图的研究过程中，主要产出成果在混凝土结构上，对钢结构的表达没有足够的研究。通过对BIM插件和YJK For Revit插件的分析发现，两种插件均采用族中内置详图线的方式来对建筑钢结构进行表达，此种方式所得出的模型效果并不理想，其中主要表现在以下2方面：1)通过详图线的方式并不能表达出钢梁族中斜梁和弧形梁，如果建筑钢梁不在一条水平线上，详图线便不能自动生成；2)在建筑模型构建过程中，楼板构建会遮盖钢梁族详线图，并不能显示出钢梁的实际情况和尺寸，这对施工图纸也会有一定的影响。想要解决钢梁方面存在的问题，设计人员可以通过Revit软件中“结构用途”功能进行钢梁的注释标注，具体包括如下4点内容：1)将钢梁族中的投影线删除掉；2)选择“从项目设置”功能，该项功能在“符合表示法”当中；3)设计人员在“结构设置”功能当中对钢梁的实际铰接情况进行注释；4)设计人员在后期设计过程中也可以通过改变钢梁构件“起点连接”或“终点连接”来对钢筋的铰接情况进行调整。如果在Revit软件开发出二次修改工具，能够更快速的完成钢梁两端铰接符号的修改。该种方式能够打破Revit软件族中内置详图线对钢梁形状的限制，同时也不用使用过滤器，可快速、高效完成BIM模型建立任务。

4 结语

综上所述，BIM技术已经成为工程建筑行业中应用较为广泛的一项技术，该项技术能够有效提高方案的可行性和科学性。但随着工程建筑行业的不断发展，传统BIM技术的弊端也逐步显露，BIM模型的“逆向”设计导致后期方案修改后BIM模型结果便没有任何意义。针对此种情况，为了保证BIM模型的“价值”，目前相关工程行业人员加强了对结构BIM正向设计方面的研究，通过Revit软件来加快正向设计方面的发展，这对工程建设行业的进步有着重要的意义。