基于BIM的鋼筋工程復雜節點深化設計及應用

（中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

長期以來，鋼筋翻樣是一項較為粗糙的工作，從業門檻低、專業性不強、精度要求不高。隨著建筑造型越來越復雜化，空間三維節點、不同專業之間深度結合的需求也越來越多。此時，僅依靠二維圖紙，通過平面、剖面等簡單幾何關系來展現復雜鋼筋構造的工作方式顯得越發局限，復雜節點精準化深化設計的需求越發明顯。

1 常規鋼筋翻樣方式分析

常規翻樣方式有Excel 表單以及E 筋、廣聯達等二維電算軟件，在處理簡單構件時，這類軟件功能上都能滿足；但對于基礎套坑、勁性結構等復雜節點，由于軟件功能不夠完善，缺乏精準的三維模型來輔助校核鋼筋節點關系，同時也缺乏不同專業之間工作協同開展的綜合模型，因此在翻樣料單準確率、鋼筋排布合理性、現場施工可行性方面存在很多問題。常規翻樣方式優缺點分析如表1 所示。

2 基于BIM的鋼筋工程深化技術

2.1 核心技術簡介

針對常規鋼筋翻樣技術解決復雜部位的不足，引入基于BIM 技術的鋼筋工程深化設計的理念，建立精確的鋼筋混凝土真三維模型，將模型的直觀表達效果與專業人士的經驗技能相結合，從而實現對復雜節點的優化，同時在模型中存儲與之關聯的施工建造信息，最終即可導出精準的翻樣數據、可視化的平面圖。

表1 常規鋼筋翻樣分析對比表

將BIM 技術引入鋼筋深化設計中，上述問題迎刃而解。基于BIM 技術的鋼筋工程復雜節點深化設計的優勢主要表現在：①混凝土及鋼筋模型3D 可視、平面剖面可隨意切換；②模型中所見即所得，鋼筋尺寸及定位精準；③提前進行鋼筋碰撞校核，對節點構造不合理、可能會影響后期施工之處能及時給出合理建議及調整方案。

中建三局工程技術研究院基于某BIM 軟件自主研發了鋼筋BIM 翻樣輔助系統（以下簡稱系統），如圖1 所示，具有參數化建模、智能化斷料等技術先進性，通過標準化協同建模、模型審核、局部復雜鋼筋節點校核調整等方式，建立直觀、精準、具有施工指導及應用價值的真三維模型，并能實時導出料單、鋼筋排布圖、平立剖面視圖等成果。

圖1 鋼筋BIM翻樣輔助系統

2.2 工作流程概述

采用BIM 技術進行鋼筋工程復雜節點的深化時，首先對不同專業的三維模型進行整合，然后通過施工模擬找出需要深化設計的復雜部位，并將優化方案提報給設計進行確認，最后依據優化后的方案及輕量化三維模型進行輔助交底及施工驗收。工作流程如圖2 所示。

3 應用案例

以下針對基礎套坑、勁性結構等典型常見的復雜鋼筋節點，結合深化設計主要操作流程，探討BIM 技術在解決鋼筋工程問題中的應用效果。

3.1 基礎套坑

某項目地下室基礎筏板中存在多種標高的電梯井、集水井及獨立基礎，各種坑井底部需要擴底放坡，實際成型后的基地底板非常復雜（圖3、圖4）。

圖2 復雜節點BIM技術應用流程

圖3 基礎套坑平面圖

圖4 基礎套坑剖面圖

該類型復雜節點的BIM 深化及施工應用關鍵步驟如下：①創建三維的混凝土模型；②將復雜的基坑簡單化，在模型中以坑底每個面為單位，單獨設置每個區域鋼筋；③完成基坑底部所有鋼筋布置，并利用系統編號功能進行編號；④輸出料單及排布圖（圖5）。

圖5 鋼筋排布圖

3.2 勁性結構

某項目有鋼結構混凝土的框架柱，混凝土梁與鋼骨混凝土柱連接的節點，設計只提供了一個通用大樣（圖6），要求混凝土梁鋼筋與型鋼柱腹板連接的時候只能在腹板上穿兩個孔，因此梁柱連接時的多樣性導致了很多節點位置都無法滿足設計要求，給施工造成了很大的困難。

該類型復雜節點的BIM 深化及施工應用關鍵步驟如下：①創建鋼筋混凝土三維模型（圖7）；②在滿足設計要求的前提下，調整鋼筋形狀避開鋼骨柱；③將鋼筋模型與鋼結構模型進行整合，找出碰撞沖突之處，并進行穿孔優化（圖8）。

4 結語

基于BIM 技術的鋼筋工程復雜節點深化設計彌補了常規鋼筋翻樣技術的不足，為鋼筋工程精細化翻樣及施工提供了有效的解決方案，進一步驗證了鋼筋BIM 翻樣技術的可行性、可靠性和先進性。

圖6 勁性結構通用大樣圖

圖7 梁與勁性結構柱連接處鋼筋混凝土模型

圖8 型鋼腹板穿孔定位