BIM技術在快速提取隔震支座下支墩標高中的應用

高東東 孫冬雪 曹 波 劉 偉

中國建筑一局（集團）有限公司 北京 100161

隨著經濟的發展、抗震減災意識和設計水平的提高，隔震技術被廣泛應用于學校、醫院、機場、高層結構、橋梁等領域[1-4]，北京大興國際機場更被譽為世界最大的單體隔震建筑。

隔震技術是指在建筑物的基礎與主體結構之間增加層間隔震措施，常見的做法是在建筑結構底部設置由柔性隔震裝置（如橡膠隔震支座）組成的隔震層，上部結構就會“懸浮”在柔性隔震層上，從而在地震發生時達到小震不壞、中震可修、大震不倒的目的[5]。

在隔震支座施工時，由于設計圖紙中一般只會給出上支墩頂、底部高程及支座的類型，經常會碰到隔震支座及上下支墩標高換算的問題。受工程技術人員固有思維和手段的影響，傳統的求取方法往往面臨著大量的重復性工作，流程如下：熟悉圖紙及設計意圖→在圖紙中對上、下支墩進行編號→對照圖紙將對應編號的上支墩頂、底部標高錄入Excel文件→對照圖紙將對應編號的支座類型輸入Excel文件→依據支座類型設置支座高度→下支墩標高 換算。

近年來，BIM技術受到了國內外工程技術人員的關注與期待，三維展示、碰撞檢查、施工模擬、協同工作、信息集成已為大眾所熟知，但對其作為數據載體批量進行數據的生成、傳遞、二次加工的價值尚未有深入的挖掘和應用。BIM技術在處理重復性、規律性的數據方面有獨特的優勢，很好地契合了下支墩標高數據提取的需求。

本文以川投西昌醫院隔震基礎工程為依托，分別采用傳統方法和BIM技術求取隔震支座下支墩頂標高，對BIM技術快速求取標高信息的流程、關鍵工作做了詳細闡述，并從5個方面對BIM技術和傳統方法的優劣進行了對比。

1 工程概況

川投西昌醫院位于西昌市北城新區，項目總用地面積約134 666 m2（202畝），項目共分東、南、北3個區，按抗震設防烈度為9度的要求進行抗震設計。其中，北區的健康養生中心公寓樓1—4號樓、南區的綜合醫院及東區的教育培訓中心均采用基礎隔震的結構形式。

該工程的隔震基礎所包含的支座類型多（8種）、數量多（總計843套）、上支墩頂底標高變化大，采用傳統的方法將面臨上下支墩編號、上支墩標高信息錄入、支座類型錄入等大量繁瑣的重復性工作。

2 換算原理

隔震支座及上下支墩相互位置關系如圖1所示。設計圖紙給出上支墩頂、底部高程，對應的支座類型及其高度，下支墩頂標高求取原理很簡單，即下支墩頂部標高＝上支墩底部標高－支座高度。

圖1 隔震支座及上下支墩相互位置關系

3 實施過程

基本思路為：上支墩建模→上支墩底部放置隔震支 座→將上支墩底部參數賦值給隔震支座→自動計算隔震支座底標高→標記并出圖。

3.1 前期準備

前期準備主要包括：圖紙處理、樣板文件設置、圖紙導入、共享參數設置（頂部及底部標高）、隔震支座族制作（基于面的族）、標記族制作、上支墩（結構柱族） 制作。

3.2 上支墩建模

依據圖紙進行上支墩建模，并對照導入的圖紙設置墩頂，以及底標高偏移設置。

3.3 隔震支座放置

對照導入的圖紙，將基于面的隔震支座族一一放置在墩底。然后打開Revit自帶的Dynamo插件，獲取隔震支座放置主體（上支墩）的底部偏移值，并賦值給隔震支座的實例參數“頂部標高”，采用公式，與頂部標高關聯的實例參數“底部標高”將會自動進行計算。

3.4 出圖

出圖的流程主要分為以下幾個步驟：

1）切換到平面視圖中，調整視圖深度，確保所有隔震支座圖元可見。

2）利用標記族對所有隔震支座進行標記，可見性中設置軸網、隔震支座和標記可見并導出CAD圖。

3）以軸網為參照，將導出CAD圖的標高復制到隔震支座下支墩圖中即可。

3.5 快速求取上支墩標高數據的關鍵工作

1）共享參數實現數據傳遞：設置頂部標高、底部標高等共享參數，隔震支座標高數據信息通過共享參數在隔震支座實例與標記族間傳遞。

2）隔震支座族便于快速放置和參數關聯：選取基于面的公制常規模型可快速放置在上支墩底面；隔震支座的幾何尺寸參數設為類型參數，頂部標高與底部標高參數采用共享參數，通過公式將底部標高和頂部標高關聯在一起，便于自動計算。

3）Dynamo批量化數據獲取與賦值：通過簡單的節點即可自動、批量獲取隔震支座附著的上支墩底標高并將其賦值給隔震支座的“頂部標高”參數。

4）標記族批量標記隔震支座底標高（下支墩頂標高）信息。

4 與傳統方法的對比

4.1 專業能力要求

傳統方法對工程技術人員的要求：能夠理解圖紙和設計意圖，掌握辦公軟件Excel的基本操作即可，專業能力要求較低，普通技術人員即可完成。

BIM技術對工程技術人員的要求：能夠理解圖紙和設計意圖，并對Revit軟件有較為熟練的運用，對Dynamo數據結構有基本的認識，需要專業的BIM技術人員來完成。

4.2 工作量對比

傳統方法的工作量：按照一定規則對支墩進行編號并在圖紙上標記出來；對照圖紙及編號分別錄入上支墩底標高、隔震支座類型、下支墩類型，需在CAD和Excel間不斷切換工作界面，并手動錄入相關信息。

采用BIM技術的工作量：隔震支座族、標記族創建等前期工作；上支墩和隔震支座的模型創建，后續參數提取較為簡單快捷。

二者的工作量多寡不能一概而論，對于已有BIM模型或有BIM技術應用需求及計劃的大型或復雜項目而言，采用BIM技術時的工程量相對較少，相比傳統方法較為便捷。以本工程為例，其支座類型及數量多、支墩高度變化大，采用BIM技術可以有效減少重復工作量，從而提升工作效率。

4.3 成果文件

采用BIM技術得到的成果文件為CAD圖，提取的標高直接標示在圖紙上，下支墩和墩頂標高的圖面表達清晰。

傳統方法得到的成果文件為Excel文件，提取的標高和支墩編號相對應。

4.4 成果文件使用便捷性

在獲取成果文件后，成果文件交由工程技術人員使用的便捷性也是很重要的因素。圖2給出了從傳統成果文件中讀取下支墩頂部標高的信息流，圖3給出了從BIM成果文件中讀取下支墩頂部標高的信息流。綜上，利用BIM技術獲取的成果文件的使用便捷性更好。

圖2 從傳統成果文件中讀取下支墩頂部標高的信息流

圖3 從BIM成果文件中讀取下支墩頂部標高時的信息流

4.5 類似工程的可移植性

傳統方法的成果文件在其他類似工程項目中不具有傳承性和可移植性，而BIM技術應用過程中形成樣板文件、族、Dynamo文件等，稍作修改即可用于其他采用基礎隔震結構形式的類似工程項目中，有效減輕技術人員工作量。

5 結語

本文以川投西昌醫院基礎隔震工程為研究背景，以挖掘BIM技術在大量重復性數據處理工作中的應用價值為目的，詳細給出了采用BIM技術快速求取隔震支座下支墩頂部標高的基本原理、方法及關鍵工作，并從5個方面與傳統方法進行了對比，得出如下結論：

1）BIM技術得以快速求取底部標高的關鍵工作在于：共享參數實現數據傳遞、隔震支座族便于快速放置和參數關聯、Dynamo批量化數據獲取與賦值、標記族批量標記。

2）相對于傳統方法，應用BIM技術求取隔震支座下支墩頂部標高的專業能力要求更高，但其成果文件使用便捷性更好，且類似工程的可移植性也更好。