BIM技術(shù)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用

張憲江

摘要：結(jié)構(gòu)施工圖識(shí)讀能力是高職建筑類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)核心能力。將BIM技術(shù)引入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由抽象的2D平法施工圖構(gòu)建3D結(jié)構(gòu)模型的跨越，真正讀懂結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)意圖與構(gòu)造要求，能夠有效提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：BIM；平法結(jié)構(gòu)施工圖；配筋與構(gòu)造

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）03-0217-02

一、引言

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是高職建筑工程技術(shù)專業(yè)最為重要的一門核心課程，主要學(xué)習(xí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念、施工圖識(shí)讀能力（含結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理）等職業(yè)核心能力。其中結(jié)構(gòu)施工圖的識(shí)讀是施工員崗位最為基本與重要的能力。“以就業(yè)為導(dǎo)向，以崗位能力培養(yǎng)為核心”是高職教育的基本原則[1]，因此必須強(qiáng)化學(xué)生識(shí)讀結(jié)構(gòu)施工圖的能力的培養(yǎng)。

目前，混凝土結(jié)構(gòu)施工圖采用平面整體表示方法（以下簡(jiǎn)稱平法），而實(shí)際建筑是3D的，因此學(xué)生識(shí)讀結(jié)構(gòu)施工圖必須由抽象的2D平法施工圖想象出3D模型才算真正讀懂結(jié)構(gòu)施工圖。教學(xué)實(shí)踐表明，對(duì)于很少接觸實(shí)際工程的學(xué)生來說，這一跨越非常困難，而這一跨越又必不可少。因此必須采用有效途徑幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換，這是提高混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)效果的關(guān)鍵所在。

二、BIM技術(shù)與應(yīng)用

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是近年來出現(xiàn)在建筑界中的一個(gè)新名詞，但由于其在可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等方面卓越表現(xiàn)，BIM技術(shù)的應(yīng)用在工程領(lǐng)域已如火如荼[2]。

BIM技術(shù)的出現(xiàn)將使建筑行業(yè)進(jìn)入3d時(shí)代，越來越多的高校也參與到BIM的研究和教學(xué)中來。從總體上來說，BIM教學(xué)可分為兩大部分，即理論（原理）課程教學(xué)和案例課程教學(xué)[3]。

調(diào)查顯示，在美國70%的高校已經(jīng)將BIM理論（原理）融入到課程教學(xué)中，在中國，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校開設(shè)了BIM技術(shù)研究與教學(xué)[4]，四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院和黑龍江建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院等具有代表性的建筑類高職院校已經(jīng)開始著手BIM課程及相關(guān)課程的開發(fā)，同時(shí)也在加快BIM實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)[5]。

但是，BIM技術(shù)作為教學(xué)輔助手段在課程教學(xué)中的應(yīng)用研究起步相對(duì)較晚，目前仍處于探索階段。平法結(jié)構(gòu)施工圖的核心是表達(dá)鋼筋信息，BIM技術(shù)能將鋼筋混凝土平法抽象施工圖中鋼筋的2D信息以3D模型直觀地顯示出來，所見即所得。因此，將BIM技術(shù)引入混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)是亟待解決的關(guān)鍵問題。

三、BIM輔助教學(xué)案例

某C型別墅，建筑面積為209.4m2，建筑層數(shù)為2層。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為四級(jí)；柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，坡屋頂；框架梁、柱均采用平法表示，標(biāo)準(zhǔn)圖集號(hào)為11G101-1；框架梁、柱、現(xiàn)澆板鋼筋的施工構(gòu)造措施均按標(biāo)準(zhǔn)圖集11G101-1執(zhí)行，基礎(chǔ)鋼筋的施工構(gòu)造措施按標(biāo)準(zhǔn)圖集11G101-3執(zhí)行。

通過BIM技術(shù)可以動(dòng)態(tài)3D展示C型別墅中詳細(xì)的配筋與構(gòu)造信息，并且可以動(dòng)態(tài)展示某構(gòu)件詳細(xì)配筋與構(gòu)造信息。

別墅二層梁KL5平法施工圖如圖1，其3D配筋與構(gòu)造信息動(dòng)態(tài)截圖如圖2。

別墅樓梯結(jié)構(gòu)施工圖如圖3，其3D配筋與構(gòu)造信息動(dòng)態(tài)截圖如圖4。

四、結(jié)語

BIM技術(shù)大大提高了建筑物的可視化程度，但BIM與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)平法施工圖的技術(shù)形態(tài)有很大的差異，構(gòu)成建筑物的實(shí)體在BIM中是3D可視的，而平法施工圖是抽象的符號(hào)。

將BIM技術(shù)引入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中，能夠幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由抽象的2D平法施工圖構(gòu)建3D結(jié)構(gòu)模型的跨越，真正讀懂結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)意圖與構(gòu)造要求，改變2D教學(xué)使學(xué)生產(chǎn)生疲倦心理，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的激情和創(chuàng)造性，達(dá)到良好教學(xué)效果。因此，基于BIM技術(shù)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)3D可視化教學(xué)研究具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王強(qiáng)，張亞英.高職建筑工程技術(shù)專業(yè)以“施工全過程為導(dǎo)向”的課程體系研究與實(shí)踐[C].International Conference of China Communication and Technology（ICCCT2010）：334-338.

[2]龍輝元.結(jié)構(gòu)施工圖平法與BIM[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2011，（3.1）：26-30.

[3]劉照球，李云貴.土木工程專業(yè)BIM技術(shù)知識(shí)體系和課程架構(gòu)[J].建筑技術(shù)，2013，（44.10）：942-916.

[4]劉紅勇，等.普通高等院校BIM實(shí)踐教學(xué)路徑探索[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，（5.5）：98-101.

[5]曾范永，陶紅林.建筑類高職院校BIM技術(shù)人才培養(yǎng)的對(duì)策研究[J].遼寧高職學(xué)報(bào)，2014，（16.9）：7-9.