BIM技术在快速提取隔震支座下支墩标高中的应用

高东东 孙冬雪 曹 波 刘 伟

中国建筑一局（集团）有限公司 北京 100161

随着经济的发展、抗震减灾意识和设计水平的提高，隔震技术被广泛应用于学校、医院、机场、高层结构、桥梁等领域[1-4]，北京大兴国际机场更被誉为世界最大的单体隔震建筑。

隔震技术是指在建筑物的基础与主体结构之间增加层间隔震措施，常见的做法是在建筑结构底部设置由柔性隔震装置（如橡胶隔震支座）组成的隔震层，上部结构就会“悬浮”在柔性隔震层上，从而在地震发生时达到小震不坏、中震可修、大震不倒的目的[5]。

在隔震支座施工时，由于设计图纸中一般只会给出上支墩顶、底部高程及支座的类型，经常会碰到隔震支座及上下支墩标高换算的问题。受工程技术人员固有思维和手段的影响，传统的求取方法往往面临着大量的重复性工作，流程如下：熟悉图纸及设计意图→在图纸中对上、下支墩进行编号→对照图纸将对应编号的上支墩顶、底部标高录入Excel文件→对照图纸将对应编号的支座类型输入Excel文件→依据支座类型设置支座高度→下支墩标高 换算。

近年来，BIM技术受到了国内外工程技术人员的关注与期待，三维展示、碰撞检查、施工模拟、协同工作、信息集成已为大众所熟知，但对其作为数据载体批量进行数据的生成、传递、二次加工的价值尚未有深入的挖掘和应用。BIM技术在处理重复性、规律性的数据方面有独特的优势，很好地契合了下支墩标高数据提取的需求。

本文以川投西昌医院隔震基础工程为依托，分别采用传统方法和BIM技术求取隔震支座下支墩顶标高，对BIM技术快速求取标高信息的流程、关键工作做了详细阐述，并从5个方面对BIM技术和传统方法的优劣进行了对比。

1 工程概况

川投西昌医院位于西昌市北城新区，项目总用地面积约134 666 m2（202亩），项目共分东、南、北3个区，按抗震设防烈度为9度的要求进行抗震设计。其中，北区的健康养生中心公寓楼1—4号楼、南区的综合医院及东区的教育培训中心均采用基础隔震的结构形式。

该工程的隔震基础所包含的支座类型多（8种）、数量多（总计843套）、上支墩顶底标高变化大，采用传统的方法将面临上下支墩编号、上支墩标高信息录入、支座类型录入等大量繁琐的重复性工作。

2 换算原理

隔震支座及上下支墩相互位置关系如图1所示。设计图纸给出上支墩顶、底部高程，对应的支座类型及其高度，下支墩顶标高求取原理很简单，即下支墩顶部标高＝上支墩底部标高－支座高度。

图1 隔震支座及上下支墩相互位置关系

3 实施过程

基本思路为：上支墩建模→上支墩底部放置隔震支 座→将上支墩底部参数赋值给隔震支座→自动计算隔震支座底标高→标记并出图。

3.1 前期准备

前期准备主要包括：图纸处理、样板文件设置、图纸导入、共享参数设置（顶部及底部标高）、隔震支座族制作（基于面的族）、标记族制作、上支墩（结构柱族） 制作。

3.2 上支墩建模

依据图纸进行上支墩建模，并对照导入的图纸设置墩顶，以及底标高偏移设置。

3.3 隔震支座放置

对照导入的图纸，将基于面的隔震支座族一一放置在墩底。然后打开Revit自带的Dynamo插件，获取隔震支座放置主体（上支墩）的底部偏移值，并赋值给隔震支座的实例参数“顶部标高”，采用公式，与顶部标高关联的实例参数“底部标高”将会自动进行计算。

3.4 出图

出图的流程主要分为以下几个步骤：

1）切换到平面视图中，调整视图深度，确保所有隔震支座图元可见。

2）利用标记族对所有隔震支座进行标记，可见性中设置轴网、隔震支座和标记可见并导出CAD图。

3）以轴网为参照，将导出CAD图的标高复制到隔震支座下支墩图中即可。

3.5 快速求取上支墩标高数据的关键工作

1）共享参数实现数据传递：设置顶部标高、底部标高等共享参数，隔震支座标高数据信息通过共享参数在隔震支座实例与标记族间传递。

2）隔震支座族便于快速放置和参数关联：选取基于面的公制常规模型可快速放置在上支墩底面；隔震支座的几何尺寸参数设为类型参数，顶部标高与底部标高参数采用共享参数，通过公式将底部标高和顶部标高关联在一起，便于自动计算。

3）Dynamo批量化数据获取与赋值：通过简单的节点即可自动、批量获取隔震支座附着的上支墩底标高并将其赋值给隔震支座的“顶部标高”参数。

4）标记族批量标记隔震支座底标高（下支墩顶标高）信息。

4 与传统方法的对比

4.1 专业能力要求

传统方法对工程技术人员的要求：能够理解图纸和设计意图，掌握办公软件Excel的基本操作即可，专业能力要求较低，普通技术人员即可完成。

BIM技术对工程技术人员的要求：能够理解图纸和设计意图，并对Revit软件有较为熟练的运用，对Dynamo数据结构有基本的认识，需要专业的BIM技术人员来完成。

4.2 工作量对比

传统方法的工作量：按照一定规则对支墩进行编号并在图纸上标记出来；对照图纸及编号分别录入上支墩底标高、隔震支座类型、下支墩类型，需在CAD和Excel间不断切换工作界面，并手动录入相关信息。

采用BIM技术的工作量：隔震支座族、标记族创建等前期工作；上支墩和隔震支座的模型创建，后续参数提取较为简单快捷。

二者的工作量多寡不能一概而论，对于已有BIM模型或有BIM技术应用需求及计划的大型或复杂项目而言，采用BIM技术时的工程量相对较少，相比传统方法较为便捷。以本工程为例，其支座类型及数量多、支墩高度变化大，采用BIM技术可以有效减少重复工作量，从而提升工作效率。

4.3 成果文件

采用BIM技术得到的成果文件为CAD图，提取的标高直接标示在图纸上，下支墩和墩顶标高的图面表达清晰。

传统方法得到的成果文件为Excel文件，提取的标高和支墩编号相对应。

4.4 成果文件使用便捷性

在获取成果文件后，成果文件交由工程技术人员使用的便捷性也是很重要的因素。图2给出了从传统成果文件中读取下支墩顶部标高的信息流，图3给出了从BIM成果文件中读取下支墩顶部标高的信息流。综上，利用BIM技术获取的成果文件的使用便捷性更好。

图2 从传统成果文件中读取下支墩顶部标高的信息流

图3 从BIM成果文件中读取下支墩顶部标高时的信息流

4.5 类似工程的可移植性

传统方法的成果文件在其他类似工程项目中不具有传承性和可移植性，而BIM技术应用过程中形成样板文件、族、Dynamo文件等，稍作修改即可用于其他采用基础隔震结构形式的类似工程项目中，有效减轻技术人员工作量。

5 结语

本文以川投西昌医院基础隔震工程为研究背景，以挖掘BIM技术在大量重复性数据处理工作中的应用价值为目的，详细给出了采用BIM技术快速求取隔震支座下支墩顶部标高的基本原理、方法及关键工作，并从5个方面与传统方法进行了对比，得出如下结论：

1）BIM技术得以快速求取底部标高的关键工作在于：共享参数实现数据传递、隔震支座族便于快速放置和参数关联、Dynamo批量化数据获取与赋值、标记族批量标记。

2）相对于传统方法，应用BIM技术求取隔震支座下支墩顶部标高的专业能力要求更高，但其成果文件使用便捷性更好，且类似工程的可移植性也更好。