BIM技術在鋼筋混凝土結構教學中的應用

張憲江

摘要：結構施工圖識讀能力是高職建筑類專業學生的職業核心能力。將BIM技術引入鋼筋混凝土結構課程教學中，幫助學生實現由抽象的2D平法施工圖構建3D結構模型的跨越，真正讀懂結構施工圖的設計意圖與構造要求，能夠有效提高鋼筋混凝土結構課程的教學效果。

關鍵詞：BIM；平法結構施工圖；配筋與構造

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0217-02

一、引言

鋼筋混凝土結構是高職建筑工程技術專業最為重要的一門核心課程，主要學習鋼筋混凝土結構的設計理念、施工圖識讀能力（含結構構造處理）等職業核心能力。其中結構施工圖的識讀是施工員崗位最為基本與重要的能力。“以就業為導向，以崗位能力培養為核心”是高職教育的基本原則[1]，因此必須強化學生識讀結構施工圖的能力的培養。

目前，混凝土結構施工圖采用平面整體表示方法（以下簡稱平法），而實際建筑是3D的，因此學生識讀結構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構施工圖。教學實踐表明，對于很少接觸實際工程的學生來說，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生實現這一轉換，這是提高混凝土結構課程教學效果的關鍵所在。

二、BIM技術與應用

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是近年來出現在建筑界中的一個新名詞，但由于其在可視化、協調性、模擬性、優化性等方面卓越表現，BIM技術的應用在工程領域已如火如荼[2]。

BIM技術的出現將使建筑行業進入3d時代，越來越多的高校也參與到BIM的研究和教學中來。從總體上來說，BIM教學可分為兩大部分，即理論（原理）課程教學和案例課程教學[3]。

調查顯示，在美國70%的高校已經將BIM理論（原理）融入到課程教學中，在中國，清華大學、同濟大學、華中科技大學、哈爾濱工業大學等高校開設了BIM技術研究與教學[4]，四川建筑職業技術學院、江蘇建筑職業技術學院和黑龍江建筑職業技術學院等具有代表性的建筑類高職院校已經開始著手BIM課程及相關課程的開發，同時也在加快BIM實訓室的建設[5]。

但是，BIM技術作為教學輔助手段在課程教學中的應用研究起步相對較晚，目前仍處于探索階段。平法結構施工圖的核心是表達鋼筋信息，BIM技術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技術引入混凝土結構課程教學是亟待解決的關鍵問題。

三、BIM輔助教學案例

某C型別墅，建筑面積為209.4m2，建筑層數為2層。結構形式為鋼筋混凝土框架結構，抗震等級為四級；柱下獨立基礎，坡屋頂；框架梁、柱均采用平法表示，標準圖集號為11G101-1；框架梁、柱、現澆板鋼筋的施工構造措施均按標準圖集11G101-1執行，基礎鋼筋的施工構造措施按標準圖集11G101-3執行。

通過BIM技術可以動態3D展示C型別墅中詳細的配筋與構造信息，并且可以動態展示某構件詳細配筋與構造信息。

別墅二層梁KL5平法施工圖如圖1，其3D配筋與構造信息動態截圖如圖2。

別墅樓梯結構施工圖如圖3，其3D配筋與構造信息動態截圖如圖4。

四、結語

BIM技術大大提高了建筑物的可視化程度，但BIM與鋼筋混凝土結構平法施工圖的技術形態有很大的差異，構成建筑物的實體在BIM中是3D可視的，而平法施工圖是抽象的符號。

將BIM技術引入鋼筋混凝土結構課程教學中，能夠幫助學生實現由抽象的2D平法施工圖構建3D結構模型的跨越，真正讀懂結構施工圖的設計意圖與構造要求，改變2D教學使學生產生疲倦心理，提高學生學習興趣，培養學生的激情和創造性，達到良好教學效果。因此，基于BIM技術的鋼筋混凝土結構3D可視化教學研究具有重要的理論意義和實踐價值。

參考文獻：

[1]王強，張亞英.高職建筑工程技術專業以“施工全過程為導向”的課程體系研究與實踐[C].International Conference of China Communication and Technology（ICCCT2010）：334-338.

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

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

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

[5]曾范永，陶紅林.建筑類高職院校BIM技術人才培養的對策研究[J].遼寧高職學報，2014，（16.9）：7-9.