本書內容涵蓋了結構BIM應用和教學的各個環節，主要介紹結構BIM的概念，柱、梁、板、墻的設計，框架和剪力墻結構的設計、算量和下料，結構設計參數的合理選取，Revit下結構BIM的建立，并附加了課程設計內容。
本書適合高等院校土木工程、工程造價、工程管理、建筑工程技術、工程監理、房地產管理、水利水電工程、工程力學和機械工程等專業要學習力學的本科或大專學生，也可作為力學培訓用書。
適讀人群 ：本書適合高等院校土木工程、工程造價、工程管理、建筑工程技術、工程監理、房地產管理、水利水電工程、工程力學和機械工程等專業要學習力學的本科或大專學生，也可作為力學培訓用書。
本書是吳教授編著的一本結構BIM教程，內容從淺入深，只講讀者需要的，非常實用。
建筑信息模型（BIM）技術近年來發展迅速，應用范圍不斷擴展，使得建設行業正在進行一次行業革命。結構專業作為建筑工程中的重要一環，也是BIM模型應用的重要組成部分。建筑結構的BIM要求統一的墻、柱、梁和板模型貫穿于力學計算、施工圖繪制、鋼筋混凝土算量、鋼筋下料和碰撞檢查5個過程。結構BIM技術的應用將大大提高工程質量和建造效率，進而提高建設行業的經濟效益。
目前，國內各高校正積極開設結構BIM的教學課程，將先進的結構BIM技術應用于結構教學，使基礎課程更加形象生動，也提高了學生的實際工作能力。BIM技術在教學中的應用代表了所在高校的教學水平。將結構BIM的教學內容納入到教學工作中，可達到以下目的：
① 掌握BIM技術已成為國內先進的建筑設計、施工企業以及地產公司的核心競爭力，對畢業生來講，掌握BIM技術也將成為個人職業發展的基本能力；
② 有趣生動地完成專業基礎課的實際應用訓練，實訓的基礎課覆蓋材料力學、結構力學、結構施工圖識圖、鋼筋算量及計價、混凝土算量及計價和鋼筋下料等。
廣東省建筑設計研究院、深圳市廣廈軟件有限公司和廣聯達科技股份有限公司合作編制了《結構BIM應用教程》、課件PPT和配套教學軟件，并協助各高校培訓授課教師，解決在結構BIM教學課程中的各種問題，提高教學效果，將推動結構BIM技術走進高校課堂。
本教材授課對象為土木工程、工程造價、工程管理、建筑工程技術、工程監理、房地產管理、水利水電工程、工程力學和機械工程等專業要學習力學的本科或大專學生。為滿足“教、學、做”的要求，教材包括教師講課內容和學生上機實習內容，教師講課內容已做成課件PPT，教師可根據本校和本課程具體情況使用或修改后使用。
本教材共分10章，內容涵蓋了結構BIM應用和教學的各個環節，第1章講述結構BIM的概念，第2～5章講柱、梁、板、墻的設計，第6章和第7章講述框架和剪力墻結構的設計、算量和下料，第8章講結構設計參數的合理選取，第9章介紹Revit下結構BIM的建立，第10章是課程設計，由淺入深地讓學生實踐整個結構BIM的應用過程。
8類課程老師應用本教材的方法如下。
（1） 材料力學老師的實訓課
第2章柱設計的力學計算包括了柱的受壓、受扭和受剪彎的手工計算和軟件計算，老師講完每節受壓、受扭和受剪彎課后，讓學生按本教材的上機內容完成軟件計算工作，幫助學生完成材料力學課程實際應用訓練。
（2） 結構力學老師的實訓課
第3章梁的力學計算包括了門結構的手工計算和軟件計算，老師講完結構力學的位移法后，讓學生按本教材的上機內容完成軟件計算工作，幫助學生完成結構力學課程實際應用訓練。
（3） 結構施工圖識圖老師的實訓課
第2～5章包括了柱、梁、板和墻的鋼筋、施工圖表示法和上機繪制施工圖，老師講完每節柱、梁、板和墻施工圖課后，學生可在網站www.gscad.com.cn的“文檔下載”中下載“結構BIM應用教程的算例”，利用已有柱、梁、板和墻的結構計算模型，按本教材的上機內容完成施工圖自動繪制工作，并在廣聯達鋼筋算量軟件中查看三維鋼筋，幫助學生完成結構施工圖識圖課程實際應用訓練。
（4） 鋼筋和混凝土算量老師的實訓課
第6章和第7章包括了框架結構和剪力墻結構的鋼筋和混凝土手工算量和軟件算量，老師講完每節柱、梁、板和墻鋼筋和混凝土算量課后，學生可在網站www.gscad.com.cn的“文檔下載”中下載“結構BIM應用教程的算例”，利用已有框架和剪力墻的結構計算模型，按本教材的上機內容完成施工圖自動繪制、鋼筋算量和混凝土算量工作，幫助學生完成鋼筋和混凝土算量課程實際應用訓練。
（5）鋼筋下料老師的實訓課
第6章和第7章包括了框架結構和剪力墻結構的手工鋼筋下料和軟件鋼筋下料，老師講完每節柱、梁、板和墻鋼筋下料課后，學生可在網站www.gscad.com.cn的“文檔下載”中下載“結構BIM應用教程的算例”，利用已有框架和剪力墻的結構計算模型，按本教材的上機內容完成施工圖自動繪制、鋼筋算量和鋼筋下料工作，幫助學生完成鋼筋下料課程實際應用訓練。
（6）已開設結構設計課程老師的實訓課
本教材除第6章和第7章算量下料的內容外，包括了柱、梁、板、墻、框架結構和剪力墻結構等設計內容，讓學生按本教材的上機內容完成建模、計算和施工圖繪制工作，幫助學生完成結構設計課程實際應用訓練。
（7）結構設計課程老師的16學時授課和16學時實訓課
本教材除第6章和第7章算量下料的內容外，包括了柱、梁、板、墻、框架結構和剪力墻結構等設計內容，老師按本教材講解16學時設計內容，每項內容講完讓學生按本教材的上機內容完成建模、計算和施工圖繪制工作，幫助學生完成結構設計課程實際應用訓練，建議學分3個。
（8）結構BIM應用課程老師的16學時授課和16學時實訓課
本教材包括了力學計算、施工圖繪制、鋼筋混凝土算量、鋼筋下料和碰撞檢查5個過程內容，老師按本教材講解16學時設計內容，每項內容講完讓學生按本教材的上機內容完成建模、計算、施工圖繪制、鋼筋混凝土算量和鋼筋下料工作，幫助學生完成結構BIM應用課程實際應用訓練，建議學分3個。每一章需要的學時如下。
授課：結構BIM應用的發展和現狀1學時，柱的設計2學時，梁的設計2學時，板的設計2學時，墻的設計2學時，框架結構的設計、算量和下料2學時，剪力墻結構的設計、算量和下料2學時，結構設計參數的合理選取2學時，Revit中結構BIM模型的建立1學時。
上機：柱的設計2學時，梁的設計2學時，板的設計1學時，墻的設計1學時，框架結構的設計、算量和下料2學時，剪力墻結構的設計、算量和下料2學時，Revit中結構BIM模型的建立2學時，課程設計4學時。
本教材用到的規范和規程都用簡化名稱，如《抗規》指《建筑抗震設計規范》（GB 50011—2010），《混規》指《混凝土結構設計規范》（GB 50010—2010），《高規》指《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ 3—2010）。
限于作者水平，書中難免有不足和疏漏，請廣大讀者批評指正，以便再版修訂和完善。聯系電子郵箱：bjgscad@163.com。網站www.gscad.com.cn的“文檔下載”中可下載與本教材配套的結構BIM應用教程的課件PPT和結構BIM應用教程的算例，“教學演示”中可下載與本教材配套的結構BIM技術在教學中的應用培訓視頻。廣聯達結構BIM教師群：QQ208010883。
編者
2016年6月
吳文勇教授畢業于北京大學，目前為廣東省建筑設計研究院電算中心結構總工，20年來一直從事結構計算的研究工作，是我國建筑結構計算領域的領軍人物。他領導并完成了8個省部級研究開發項目，先后榮獲11項省部級科技進步獎。2005年來一直從事《建筑結構抗震規范》和《高層建筑混凝土結構技術規范》參編的具體工作。
第1章結構BIM的發展和現狀1
1.1BIM的定義和特點1
1.2BIM的發展概況2
1.3結構BIM應用的現狀3
1.4本章總結4
思考題4
第2章柱的設計5
2.1柱的力學計算5
2.1.1矩形柱的尺寸和材料6
2.1.2柱的邊界條件7
2.1.3柱頂的荷載7
2.1.4柱的位移和內力計算7
2.2柱的施工圖23
2.2.1柱的鋼筋23
2.2.2柱的計算配筋26
2.2.3柱的構造要求29
2.2.4柱施工圖的表示法32
2.2.5上機操作33
2.3柱的各種截面類型37
2.4柱的各種荷載類型44
2.5本章總結45
思考題45
第3章梁的設計46
3.1梁的力學計算46
3.1.1矩形梁的尺寸和材料47
3.1.2梁的邊界條件47
3.1.3梁的荷載47
3.1.4梁的位移和內力計算47
3.2梁的施工圖65
3.2.1梁的鋼筋65
3.2.2梁的計算配筋68
3.2.3梁的構造要求70
3.2.4梁施工圖的表示法71
3.2.5上機操作71
3.3本章總結74思考題74
第4章板的設計75
4.1板的力學計算75
4.1.1板的尺寸和材料76
4.1.2板的邊界條件76
4.1.3板的荷載77
4.1.4板的內力計算78
4.2板的施工圖91
4.2.1板的鋼筋91
4.2.2板的計算配筋92
4.2.3板的構造要求93
4.2.4板施工圖的表示法93
4.2.5上機操作94
4.3本章總結97
思考題97
第5章墻的設計98
5.1墻的力學計算98
5.1.1墻的計算模型98
5.1.2墻的內力計算99
5.2墻的施工圖110
5.2.1墻的鋼筋110
5.2.2基本內力組合111
5.2.3墻的計算配筋113
5.2.4剪力墻的構造要求114
5.2.5剪力墻施工圖的表示法116
5.2.6上機操作117
5.3本章總結120
思考題120
第6章框架結構的設計、算量和下料121
6.1框架結構的力學計算121
6.1.1框架結構的工程概況121
6.1.2框架結構的模型輸入123
6.1.3樓板計算140
6.1.4GSSAP計算143
6.1.5查看樓層和構件控制指標143
6.2AutoCAD自動成圖145
6.3廣廈和廣聯達鋼筋算量接口149
6.3.1生成鋼筋算量接口數據149
6.3.2生成gsm文件150
6.3.3調用gsm文件151
6.4框架結構的鋼筋算量152
6.4.1鋼筋算量計算依據和參數152
6.4.2框架結構鋼筋工程量計算154
6.4.3框架結構鋼筋預算軟件工程量計算165
6.5框架結構的混凝土算量173
6.5.1框架結構混凝土算量的計算依據、方法、計算規則173
6.5.2框架結構混凝土工程量計算174
6.5.3框架結構混凝土預算軟件工程量計算176
6.6框架結構的鋼筋下料184
6.6.1鋼筋下料的計算依據和參數184
6.6.2框架結構鋼筋下料軟件計算184
6.7本章總結198
思考題198
第7章剪力墻結構的設計、算量和下料199
7.1剪力墻結構的力學計算199
7.1.1剪力墻結構的工程概況199
7.1.2剪力墻結構的模型輸入200
7.1.3樓板計算220
7.1.4GSSAP計算220
7.1.5查看樓層和構件控制指標220
7.2AutoCAD自動成圖226
7.3廣廈和廣聯達鋼筋算量接口229
7.3.1生成鋼筋算量接口數據229
7.3.2生成gsm文件229
7.3.3調用gsm文件230
7.4剪力墻結構的鋼筋算量231
7.4.1墻結構包含的構件及構造231
7.4.2剪力墻中墻身與連梁的鋼筋工程量計算232
7.4.3剪力墻框架結構鋼筋預算軟件工程量計算235
7.5剪力墻結構的混凝土算量236
7.5.1剪力墻結構的混凝土量算量規則236
7.5.2剪力墻結構混凝土工程量計算237
7.5.3剪力墻結構混凝土軟件工程量計算難點237
7.6剪力墻結構的鋼筋下料238
7.7本章總結238
思考題238
第8章結構設計參數的合理選取239
8.1總信息240
8.1.1結構計算總層數、地下室層數、有側約束的地下室層數和最大嵌固結構層號240
8.1.2裙房層數242
8.1.3轉換層所在的結構層號243
8.1.4薄弱的結構層號243
8.1.5加強層所在的結構層號243
8.1.6結構形式244
8.1.7結構材料信息248
8.1.8結構重要性系數248
8.1.9豎向荷載計算標志248
8.1.10考慮重力二階效應249
8.1.11梁柱重疊部分簡化為剛域249
8.1.12梁配筋考慮壓筋的影響250
8.1.13梁配筋考慮板的影響250
8.1.14所有樓層分區強制采用剛性樓板假定250
8.1.15是否高層的判斷251
8.2地震信息251
8.2.1反應譜法251
8.2.2水平地震影響系數最大值253
8.2.3特征周期253
8.2.4計算地震作用的結構阻尼比254
8.2.5地震作用方向255
8.2.6振型計算方法255
8.2.7振型數255
8.2.8計算扭轉的地震方向255
8.2.9考慮偶然偏心255
8.2.10框架和剪力墻抗震等級256
8.2.11周期折減系數256
8.2.12頂部小塔樓考慮鞭梢效應的層數、層號和放大系數257
8.2.13框架剪力調整段數和剪力調整Vo所在的層號257
8.3風計算信息258
8.3.1計算風荷載的基本風壓258
8.3.2計算風荷載的結構阻尼比258
8.3.3地面粗糙度258
8.3.4風體型系數259
8.3.5結構自振基本周期259
8.3.6風方向260
8.4調整信息260
8.4.1地震連梁剛度折減系數261
8.4.2中梁剛度放大系數261
8.4.3梁端彎矩調幅系數261
8.4.4考慮活載不利布置261
8.4.5是否要進行墻柱活荷載折減、折減系數262
8.5本章總結262
思考題262
第9章Revit中結構BIM模型的建立263
9.1基于Revit結構模型的工程應用263
9.2結構計算模型與Revit模型的雙向轉換265
9.2.1Revit中的族265
9.2.2計算模型轉換為Revit模型266
9.2.3Revit模型轉換為計算模型266
9.3Revit中結構模型的建立269
9.3.1標高和軸線的輸入270
9.3.2柱的輸入271
9.3.3梁的輸入273
9.3.4板的輸入275
9.3.5墻的輸入275
9.4本章總結277
思考題277
第10章課程設計278
10.1課程設計要達到的目標278
10.2框架剪力墻結構的模型輸入278
10.2.1結構布置278
10.2.2確定柱截面尺寸278
10.2.3布置墻、柱及連梁開洞282
10.2.4確定板厚285
10.2.5加板上荷載286
10.2.6加梁上荷載288
10.2.7加墻柱荷載289
10.2.8樓梯編輯289
參考文獻291
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