可進(jìn)行高精度混凝土算量的Revit軟件建模方法研究

易 杰（中鐵建設(shè)集團(tuán)華東工程有限公司，江蘇 蘇州 215005）

0 引 言

隨著國(guó)內(nèi)建設(shè)和工程設(shè)計(jì)行業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)模式將逐漸退出歷史舞臺(tái)，取而代之的是三維信息建模（BIM）。其表達(dá)形式具有直觀、易讀的特點(diǎn)，無(wú)論是建設(shè)方、設(shè)計(jì)方還是施工方，都能很快地全面掌握項(xiàng)目信息，從而降低項(xiàng)目各參與方尤其是非專業(yè)人士理解項(xiàng)目信息的難度，減少項(xiàng)目變更，提升不同專業(yè)之間和各參與方之間對(duì)項(xiàng)目的協(xié)同能力。三維BIM在項(xiàng)目各階段都能帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì)[1]。

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的高速發(fā)展，BIM技術(shù)經(jīng)歷了以建模為主、以單機(jī)應(yīng)用為主的BIM1.0時(shí)代，也剛跨過(guò)了以技術(shù)應(yīng)用為主、多軟件為主、基于文件的云協(xié)同為主、施工階段為主的BIM2.0時(shí)代，如今BIM技術(shù)已經(jīng)來(lái)到了從項(xiàng)目應(yīng)用到企業(yè)全面應(yīng)用、從施工階段應(yīng)用到工程的全生命應(yīng)用、從技術(shù)管理應(yīng)用到全專業(yè)綜合管理應(yīng)用的BIM3.0時(shí)代[2-3]。

BIM技術(shù)在工程中的應(yīng)用價(jià)值越來(lái)越得到建筑行業(yè)各參建單位的高度認(rèn)可，工程算量作為工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)之一，與BIM技術(shù)的結(jié)合也是大勢(shì)所趨。但是傳統(tǒng)的工程算量采用的廣聯(lián)達(dá)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“廣聯(lián)達(dá)”）的圖形算量軟件GCL，無(wú)法很好地利用Revit軟件模型直接算量，需要重新建模的工作量大。目前國(guó)內(nèi)很多項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)開(kāi)展了項(xiàng)目管理應(yīng)用，過(guò)程中也進(jìn)行了BIM模型算量的應(yīng)用落地，但是計(jì)算數(shù)據(jù)僅限于項(xiàng)目技術(shù)部門(mén)內(nèi)部使用，項(xiàng)目商務(wù)部門(mén)還是根據(jù)自己的算量軟件所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)算，這種現(xiàn)象在整個(gè)建筑行業(yè)是普遍存在的。本文將基于Revit軟件算量模型所得的數(shù)據(jù)和預(yù)算工程量進(jìn)行對(duì)比分析，論證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可實(shí)施性，探索出一種可用于高精度混凝土算量的Revit軟件建模方法[4]。

1 建模方法與模型算量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性探討

Revit軟件作為最為基礎(chǔ)的建模軟件，在BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中扮演著不可或缺的作用。Revit的明細(xì)表功能可以一鍵導(dǎo)出構(gòu)件實(shí)物工程量，商務(wù)部門(mén)不認(rèn)可其數(shù)據(jù)的最重要原因在于對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性存在質(zhì)疑。而影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的主要原因除了模型的建立精度以外，還在于保證模型精度的情況下，Revit軟件的計(jì)算規(guī)則和規(guī)范在扣減規(guī)則方面的不一致[5-6]。

1.1 常規(guī)建模方式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮敿?xì)參數(shù)

筆者建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，設(shè)定層高為3 000 mm，柱尺寸為600 mm×600 mm，梁KZ1為600 mm×300 mm、KZ2為400 mm×200 mm，墻厚200 mm，樓板厚度為120 mm，軸線間距為6 000 mm。通過(guò)常規(guī)建模方式建立模型，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿S圖如圖1所示。利用Revit軟件明細(xì)表計(jì)算功能構(gòu)件工程量。墻、樓板構(gòu)件工程量，如表1所示；柱、梁構(gòu)件工程量，如表2所示。

表2 常規(guī)建模方式柱、梁工程量統(tǒng)計(jì)表

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退门c手工計(jì)算所得工程量對(duì)比

通過(guò)手工列式計(jì)算，驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ透鳂?gòu)件的具體工程量的準(zhǔn)確性，計(jì)算過(guò)程、結(jié)果及與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退霉こ塘康膶?duì)比，如表3所示。

表3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退门c手工計(jì)算所得工程量對(duì)比

通過(guò)對(duì)比手工計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒y(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同類構(gòu)件的模型量和手工計(jì)算所得的工程量數(shù)據(jù)相差較大，其中混凝土總量相差了0.144 m3。

1.3 工程量差額原因分析

導(dǎo)致混凝土工程量偏差的原因有以下2個(gè)方面。

（1）在建立常規(guī)的建模方式模型時(shí)，沒(méi)有考慮扣減不同構(gòu)件的重疊部分，如圖2所示。在繪制墻體構(gòu)件時(shí)，軟件只會(huì)識(shí)別到樓層標(biāo)高，不會(huì)自動(dòng)識(shí)別到梁底部標(biāo)高，而在統(tǒng)計(jì)工程量時(shí)會(huì)將重疊部分的體積計(jì)算在墻的明細(xì)表內(nèi)，扣減梁的體積，從而造成偏差，所得數(shù)據(jù)小于真實(shí)數(shù)據(jù)；在繪制樓板構(gòu)件時(shí)，樓板在與柱、墻相交的部位，柱、梁會(huì)自動(dòng)扣減重疊部位的體積，如圖3所示，造成柱和梁明細(xì)表工程量統(tǒng)計(jì)表中的數(shù)值小于真實(shí)數(shù)值，而樓板明細(xì)表工程量數(shù)值大于真實(shí)數(shù)值。

圖2 梁、墻體積扣減模型圖

圖3 柱、梁、板體積扣減模型圖

（2）當(dāng)樓板、墻和梁3個(gè)構(gòu)件重疊時(shí)，框架梁會(huì)自動(dòng)扣減樓板所占的體積，如圖3所示，但是不會(huì)自動(dòng)扣減墻和樓板重疊部分的體積（如圖4所示），軟件會(huì)重復(fù)計(jì)算樓板和墻重疊部分的體積，該部分體積為0.1×0.12×6×2＝0.144 m3，因此混凝土總量偏差了0.144 m3。

圖4 墻、板重疊模型圖

1.4 提出可進(jìn)行高精度混凝土算量的建模方法

分析造成算量差異的影響因素，如各構(gòu)件的材料類型、規(guī)格不一致，會(huì)造成最后的匯總工程量與實(shí)際工程量不一致，但是完全可以在建立模型時(shí)避免這樣的問(wèn)題?？蛇M(jìn)行高精度混凝土算量的Revit軟件建模方法將從以下5個(gè)方面展開(kāi)。

（1）明確建模的目的和用途，根據(jù)結(jié)構(gòu)施工圖繪制模型的樓層標(biāo)高；各構(gòu)件的建模順序?yàn)橹?、墻、梁、板，各?gòu)件根據(jù)設(shè)計(jì)要求為對(duì)應(yīng)的材質(zhì)給予定義，如混凝土標(biāo)號(hào)，以便后續(xù)明細(xì)表統(tǒng)計(jì)不同材料工程量。

（2）由于本建模方法所得數(shù)據(jù)是預(yù)算數(shù)據(jù)，所以在建立柱構(gòu)件模型時(shí)，不需要考慮實(shí)際施工在梁柱核心節(jié)點(diǎn)區(qū)域所采取的構(gòu)造措施，按正常樓層標(biāo)高和柱類型建立即可。

（3）在繪制墻構(gòu)件時(shí)，禁止貫穿結(jié)構(gòu)柱，需在柱外表面處斷開(kāi)，連續(xù)墻經(jīng)過(guò)多個(gè)柱時(shí)需要分段繪制，同時(shí)墻頂標(biāo)高需考慮上部標(biāo)高是否有梁、板結(jié)構(gòu)，需將墻頂標(biāo)高調(diào)整至梁、板結(jié)構(gòu)的底標(biāo)高處。

（4）在繪制梁構(gòu)件時(shí)，如果梁端支座在剪力墻部位，需要繪制在墻結(jié)構(gòu)外邊線處；如果梁端支座在柱部位，需要繪制在柱結(jié)構(gòu)外邊線處。

（5）在繪制樓板構(gòu)件時(shí)，不能整體繪制，每跨板需要單獨(dú)繪制，同時(shí)需要根據(jù)梁和柱的結(jié)構(gòu)邊線位置進(jìn)行繪制。

1.5 重構(gòu)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

根據(jù)可進(jìn)行高精度混凝土算量的Revit軟件建模標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求對(duì)模型進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)完成后的三維模型，如圖5所示。

圖5 重構(gòu)模型三維圖

1.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

對(duì)重構(gòu)模型明細(xì)表匯總計(jì)算墻、樓板構(gòu)件工程量（如表4所示），梁、柱構(gòu)件工程量（如表5所示）。從重構(gòu)后的模型明細(xì)表中得出樓板工程量3.953 m3、墻工程量5.184 m3、結(jié)構(gòu)構(gòu)架工程量4.320 m3、結(jié)構(gòu)柱工程量2.808 m3，與手工計(jì)算的工程量完全一致。由此證明由Revit軟件建立的模型只要根據(jù)高精度混凝土算量的建模方法建立，所得的工程量明細(xì)表數(shù)據(jù)是真實(shí)可用的。

表4 可進(jìn)行高精度混凝土算量的建模方法墻、樓板工程量統(tǒng)計(jì)

表5 可進(jìn)行高精度混凝土算量的建模方法柱、梁工程量統(tǒng)計(jì)

2 可進(jìn)行高精度混凝土算量的建模方法可實(shí)施性探討

2.1 應(yīng)用工程簡(jiǎn)介

某工程位于浙江省杭州市拱墅區(qū)，建筑面積182 017 m2。其中，地上建筑面積128 807 m2，地下建筑面積53 210 m2。地上共有4棟樓，其中：1號(hào)樓29層，建筑高度94.3 m；2號(hào)樓、3號(hào)樓均為7層，建筑高度23.6 m；4號(hào)樓30層，建筑高度97.5 m。本項(xiàng)目前期根據(jù)算量模型建模標(biāo)準(zhǔn)，分為地上、地下2部分建立模型，地上部分又對(duì)每一個(gè)單體分別建立模型，按上文所述建模方法進(jìn)行建模，最后形成整體模型（如圖6所示）。

圖6 項(xiàng)目整合算量模型

2.2 混凝土工程量計(jì)算與應(yīng)用

2.2.1 單體混凝土工程量

對(duì)應(yīng)用工程的S1號(hào)樓的各構(gòu)件的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出：結(jié)構(gòu)墻混凝土工程量3 239.57 m3、結(jié)構(gòu)樓板混凝土工程量5 146.83 m3、結(jié)構(gòu)柱混凝土工程量2 855.65 m3、框架梁混凝土工程量3 703.72 m3；對(duì)S2號(hào)、S3號(hào)樓的各構(gòu)件的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)構(gòu)樓板混凝土工程量2 743.10 m3、結(jié)構(gòu)柱混凝土工程量1 270.26 m3、框架梁混凝土工程量640.21 m3；對(duì)S4號(hào)樓的各構(gòu)件的工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所得結(jié)構(gòu)墻混凝土工程量3 479.70 m3、結(jié)構(gòu)樓板混凝土工程量5 284.98 m3、結(jié)構(gòu)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 模型工程量拓展應(yīng)用

通過(guò)高精度混凝土算量的建模方法建立完成后，分別由Revit軟件導(dǎo)出每一個(gè)單體混凝土總量提取明細(xì)表進(jìn)行匯總，形成混凝土總量輔助項(xiàng)目前期總體策劃。

模型建立完成后，通過(guò)廣聯(lián)達(dá)算量計(jì)價(jià)軟件的Revit插件導(dǎo)出GFC格式文件，再導(dǎo)入到項(xiàng)目商務(wù)部門(mén)的算量計(jì)價(jià)軟件中使用，減少了商務(wù)部門(mén)重新建模的工作。

在施工過(guò)程中，還能根據(jù)模型按不同構(gòu)件統(tǒng)計(jì)每一個(gè)樓層的工程量，為月計(jì)劃提供依據(jù)，同時(shí)還能借助第三方插件計(jì)算腳手架工程量和模板工程量，輔助周轉(zhuǎn)料策劃。如工程中有設(shè)計(jì)變更，只需結(jié)合變更通知單內(nèi)容對(duì)模型進(jìn)行修改，修改完成后，相關(guān)數(shù)據(jù)也會(huì)實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算更新，后期也可以作為實(shí)體工程結(jié)算的依據(jù)。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷奶接?，分析總結(jié)了一種可用于高精度混凝土算量的Revit軟件建模標(biāo)準(zhǔn)，由Revit軟件自帶的明細(xì)表計(jì)算混凝土工程量所得的數(shù)據(jù)真實(shí)可用，同時(shí)結(jié)合實(shí)際工程案例探討了該方法的可實(shí)施性。