高職建設工程管理專業復合型人才培養的創新與實踐*
——以剪力墻鋼筋翻樣與下料的教學為例

黃 雷 劉 萍 何瑋明

（1.南寧職業技術學院 廣西南寧 530000；2.廣西建工積健建材制造有限公司 廣西南寧 530000）

我國目前的工程建設項目中，鋼筋混凝土結構仍然占有較高的比例。鋼筋混凝土結構中鋼筋占據總成本的30%—40%。目前鋼筋的生產加工大部分仍然采用傳統的現場分散加工模式。這種模式，難以對鋼筋的生產加工進行有效的全過程信息化跟蹤與管理，難以有效保證最終應用在建筑工程中的成型鋼筋質量，且造成鋼筋的較高損耗率（3%—5%）。發展新型的信息化、工廠化集中式鋼筋加工和配送模式，是建筑工業化、構件裝配化、施工綠色化的必由之路。我校合作企業廣西建工積健建材制造有限公司的主營業務之一就是成型鋼筋的信息化、工廠化加工與配送。因此，該企業對我校提出了建設工程管理專業復合型人才培養的需求：掌握傳統鋼筋翻樣與下料基礎知識和技能；掌握利用BIM 技術進行鋼筋建模技能；掌握將鋼筋加工信息傳遞到信息化鋼筋自動加工平臺所需的計算機軟硬件及網絡等知識與技能；掌握信息化、工廠化成型鋼筋加工與配送的管理流程。根據企業需求，我們對“鋼筋翻樣與下料”這門課程的教學內容、教學方法及教學設計進行了一些創新和實踐。以下將以剪力墻鋼筋翻樣與下料的教學為例，突出以建筑信息化為基礎的復合型崗位能力培養。

一、學習目標

（一）知識目標

了解剪力墻的構成、邊緣構件類型，熟悉并掌握剪力墻平法施工圖的表示方法，熟悉并掌握邊緣構件類型為構造邊緣暗柱的剪力墻鋼筋構造，理解并掌握其余邊緣構件類型的剪力墻鋼筋構造。

（二）能力目標

通過剪力墻平法施工圖表示方法及邊緣構件類型為構造邊緣暗柱的剪力墻鋼筋構造的學習，能夠讀懂圖紙，并根據設計及圖集規定，將鋼筋用BIM 技術正確翻樣出來，填寫BIM智慧鋼筋翻樣平臺，導出下料表。同時在學習中獲得舉一反三的通學能力，能夠讀懂其余邊緣構件類型的剪力墻鋼筋構造并進行翻樣。

（三）素養目標

通過識圖與規范標準的學習，培養嚴格按照規范標準行事的職業素養，務實肯干、堅持不懈、精雕細琢的工匠精神，利用現代建筑信息模型技術（BIM 技術）更好地完成專業工作的數字素養。

二、任務型教學方法

為了把學習目標更加具象化，為了激發學生的學習興趣、調動學生的學習積極性和主動性，我們根據企業提供的真實項目施工圖紙，設計了對其中某個具體剪力墻的鋼筋進行翻樣與下料的任務。

任務具體步驟如下：

（一）結合《混凝土結構施工鋼筋排布規則與構造詳圖（現澆混凝土框架、剪力墻、梁、板）》18G901-1 標準圖集（以下簡稱18G901-1 標準圖集）進行圖紙識讀；

（二）歸納總結構件鋼筋翻樣的已知條件；

（三）用BIM 技術進行三維可視化鋼筋翻樣建模；

（四）填寫BIM 智慧鋼筋翻樣平臺；

（五）上傳一線下料系統并導出下料表。

三、教學內容和教學設計

（一）剪力墻鋼筋翻樣需要用到的必要數據和信息

1.根據18G901-1 標準圖集，剪力墻鋼筋翻樣需要用到的必要數據如下：

（1）剪力墻豎向鋼筋翻樣需要：抗震等級，邊緣構件類型，層高，邊緣構件豎向鋼筋直徑與種類，豎向分布鋼筋直徑、間距及種類，混凝土強度等級，鋼筋連接方式，混凝土保護層厚度。

（2）剪力墻水平分布鋼筋翻樣需要：墻身形狀與尺寸，水平分布鋼筋直徑、間距及種類，邊緣構件形狀與尺寸。

（3）剪力墻箍筋、拉筋翻樣需要：箍筋與拉筋的形狀、直徑、間距及種類。

（4）其他需要：該剪力墻是否有非邊緣暗柱、暗梁或邊框梁。

2.結合18G901-1 標準圖集和施工圖紙歸納剪力墻鋼筋翻樣的已知條件如下：

（1）鋼筋連接方式采用綁扎搭接，最小混凝土保護層厚度。

（2）剪力墻邊緣構件類型為構造邊緣構件；層高；混凝土強度等級；墻厚；分布鋼筋排數、等級、直徑、間距；拉筋等級、直徑、間距、布置方式。

（3）構造邊緣構件GBZ1 和GBZ13，豎向配筋的等級、數量與直徑；箍筋和拉筋的等級、直徑、間距。

（二）鋼筋BIM 翻樣建模

鋼筋建模采用Autodesk Revit2017 版（以下簡稱Revit）BIM 建模軟件。由于剪力墻水平鋼筋、箍筋及拉筋的尺寸會受到豎向鋼筋具體排布的影響，因此應該先進行剪力墻豎向鋼筋（包含邊緣構件豎向鋼筋和墻身豎向分布鋼筋）的翻樣建模，在剪力墻構件BIM 模型中排布好豎向鋼筋后，再依靠BIM 模型對其余鋼筋進行精確翻樣建模。以下是鋼筋BIM 翻樣建模的具體過程和步驟：

1.剪力墻邊緣構件豎向鋼筋翻樣。a.確定剪力墻豎向鋼筋的實際混凝土保護層厚度（最小厚度取30mm＞20mm）；b.根據鋼筋連接方式（搭接），計算搭接長度llE 和接頭凈間距0.3llE；c.根據接頭搭接率的要求，確定剪力墻邊緣構件不同種類豎向鋼筋實際翻樣長度。根據上述條件創建直徑、長度和材質均可調整的直線型參數化鋼筋BIM 模型。

2.剪力墻豎向分布鋼筋翻樣。剪力墻豎向分布鋼筋翻樣與邊緣構件豎向鋼筋類似，之前創建的直線型參數化鋼筋BIM模型可適用于此類豎向鋼筋，不需要另外創建。

3.為了獲得剪力墻水平分布鋼筋的長直段精確翻樣長度，需要利用直線型參數化鋼筋BIM 模型創建剪力墻所有豎向鋼筋布置好后的BIM 模型。

4.剪力墻水平分布鋼筋翻樣。a.確定剪力墻水平分布鋼筋有兩種，分別是兩端90°彎鉤同向和反向；b.剪力墻水平分布鋼筋兩端90°彎折后的直段長度；c.確定鋼筋彎鉤與彎折的彎弧內直徑；d.由于剪力墻水平分布鋼筋其長直段尺寸受邊緣構件端部豎向鋼筋的具體位置影響，比較難精確計算，因此，可以通過剪力墻豎向鋼筋布置BIM 模型直接量取其精確長度。根據上述條件創建直徑、各段長度、材質及端部90°彎鉤方向等均可調整的參數化鋼筋BIM 模型。

5.為了獲得剪力墻箍筋和拉筋的精確尺寸，需要先創建剪力墻豎向鋼筋和水平分布鋼筋都布置好的BIM 模型。

6.箍筋和拉筋翻樣。a.確定箍筋和拉筋135°彎折后的直段長度；b.確定鋼筋彎鉤的彎弧內直徑；c.由于箍筋和拉筋的各部分尺寸受其他鋼筋的具體位置、是否有連接、連接形式等眾多因素影響，精確計算難度較大，因此，可以通過剪力墻豎向鋼筋和水平分布鋼筋BIM 模型虛擬翻樣獲得其精確尺寸。根據上述條件創建直徑、各段長度和材質等均可調整的參數化鋼筋BIM 模型。

7.利用上述剪力墻各類鋼筋BIM 模型組裝出布置完整的剪力墻鋼筋BIM 模型。通過此模型可非常方便、直觀、準確地檢查鋼筋翻樣是否有誤。

（三）填寫上傳BIM 智慧鋼筋翻樣與下料平臺

將此剪力墻鋼筋翻樣數據和信息，通過專門的軟件和網絡傳遞給與企業的鋼筋自動加工生產線相匹配的翻樣與下料平臺。最后，還可將數據和信息導出到Excel 表格。

（四）企業信息化、工廠化鋼筋翻樣與下料工作流程如圖1 所示。

圖1 企業智慧鋼筋翻樣與下料工作流程

結語

以上剪力墻鋼筋翻樣與下料的教學目標、教學方法、教學內容及教學設計，是從企業對高職建設工程管理專業復合型人才的需求出發進行的創新。創新點主要有如下幾項：

（一）教學內容融入了企業生產管理所需的BIM 鋼筋翻樣建模、鋼筋翻樣下料數據信息傳遞給BIM 鋼筋翻樣與下料平臺等傳統鋼筋翻樣與下料教學所沒有的新內容。

（二）以BIM 建模代替傳統CAD 繪制鋼筋大樣圖。這是利用BIM 技術優勢進行虛擬建造、虛擬仿真的典型案例。BIM建模不僅可以對任意鋼筋個體進行虛擬仿真，還可以對任意構件的復雜鋼筋布置進行非常完整、真實的虛擬建造。這樣做的好處是，不僅可以向學生清晰地表達鋼筋復雜、多樣的幾何形狀與空間位置關系，還能解決某些鋼筋自身尺寸受其他鋼筋的具體位置、連接方式等眾多因素影響而難以精確計算的難題，使鋼筋翻樣真正做到所見即所得、所見即所需。

（三）整個鋼筋翻樣與下料過程均采用了計算機和相應軟件進行處理，盡量避免了因人為因素造成的鋼筋翻樣數據信息的錯誤及損失。

（四）整個教學過程均分模塊制作了教學視頻和PPT 等數字化資源，并上傳到相應的在線課程資源庫，極大提高了教學資源的數字化、信息化、網絡化程度，極大方便了學生不受時間和空間限制地自主學習。

如此教學的效果十分顯著，接受過這種教學的我校建設工程管理專業畢業生，在廣西建工集團智慧制造有限公司實習與工作期間，幾乎不需要二次培訓即可勝任相關的工作。BIM 技術融入建筑類傳統專業課程是個趨勢，也是建筑類專業復合型人才培養的重要切入點。