本书内容涵盖了结构BIM应用和教学的各个环节，主要介绍结构BIM的概念，柱、梁、板、墙的设计，框架和剪力墙结构的设计、算量和下料，结构设计参数的合理选取，Revit下结构BIM的建立，并附加了课程设计内容。
本书适合高等院校土木工程、工程造价、工程管理、建筑工程技术、工程监理、房地产管理、水利水电工程、工程力学和机械工程等专业要学习力学的本科或大专学生，也可作为力学培训用书。
适读人群 ：本书适合高等院校土木工程、工程造价、工程管理、建筑工程技术、工程监理、房地产管理、水利水电工程、工程力学和机械工程等专业要学习力学的本科或大专学生，也可作为力学培训用书。
本书是吴教授编著的一本结构BIM教程，内容从浅入深，只讲读者需要的，非常实用。
建筑信息模型（BIM）技术近年来发展迅速，应用范围不断扩展，使得建设行业正在进行一次行业革命。结构专业作为建筑工程中的重要一环，也是BIM模型应用的重要组成部分。建筑结构的BIM要求统一的墙、柱、梁和板模型贯穿于力学计算、施工图绘制、钢筋混凝土算量、钢筋下料和碰撞检查5个过程。结构BIM技术的应用将大大提高工程质量和建造效率，进而提高建设行业的经济效益。
目前，国内各高校正积极开设结构BIM的教学课程，将先进的结构BIM技术应用于结构教学，使基础课程更加形象生动，也提高了学生的实际工作能力。BIM技术在教学中的应用代表了所在高校的教学水平。将结构BIM的教学内容纳入到教学工作中，可达到以下目的：
① 掌握BIM技术已成为国内先进的建筑设计、施工企业以及地产公司的核心竞争力，对毕业生来讲，掌握BIM技术也将成为个人职业发展的基本能力；
② 有趣生动地完成专业基础课的实际应用训练，实训的基础课覆盖材料力学、结构力学、结构施工图识图、钢筋算量及计价、混凝土算量及计价和钢筋下料等。
广东省建筑设计研究院、深圳市广厦软件有限公司和广联达科技股份有限公司合作编制了《结构BIM应用教程》、课件PPT和配套教学软件，并协助各高校培训授课教师，解决在结构BIM教学课程中的各种问题，提高教学效果，将推动结构BIM技术走进高校课堂。
本教材授课对象为土木工程、工程造价、工程管理、建筑工程技术、工程监理、房地产管理、水利水电工程、工程力学和机械工程等专业要学习力学的本科或大专学生。为满足“教、学、做”的要求，教材包括教师讲课内容和学生上机实习内容，教师讲课内容已做成课件PPT，教师可根据本校和本课程具体情况使用或修改后使用。
本教材共分10章，内容涵盖了结构BIM应用和教学的各个环节，第1章讲述结构BIM的概念，第2～5章讲柱、梁、板、墙的设计，第6章和第7章讲述框架和剪力墙结构的设计、算量和下料，第8章讲结构设计参数的合理选取，第9章介绍Revit下结构BIM的建立，第10章是课程设计，由浅入深地让学生实践整个结构BIM的应用过程。
8类课程老师应用本教材的方法如下。
（1） 材料力学老师的实训课
第2章柱设计的力学计算包括了柱的受压、受扭和受剪弯的手工计算和软件计算，老师讲完每节受压、受扭和受剪弯课后，让学生按本教材的上机内容完成软件计算工作，帮助学生完成材料力学课程实际应用训练。
（2） 结构力学老师的实训课
第3章梁的力学计算包括了门结构的手工计算和软件计算，老师讲完结构力学的位移法后，让学生按本教材的上机内容完成软件计算工作，帮助学生完成结构力学课程实际应用训练。
（3） 结构施工图识图老师的实训课
第2～5章包括了柱、梁、板和墙的钢筋、施工图表示法和上机绘制施工图，老师讲完每节柱、梁、板和墙施工图课后，学生可在网站www.gscad.com.cn的“文档下载”中下载“结构BIM应用教程的算例”，利用已有柱、梁、板和墙的结构计算模型，按本教材的上机内容完成施工图自动绘制工作，并在广联达钢筋算量软件中查看三维钢筋，帮助学生完成结构施工图识图课程实际应用训练。
（4） 钢筋和混凝土算量老师的实训课
第6章和第7章包括了框架结构和剪力墙结构的钢筋和混凝土手工算量和软件算量，老师讲完每节柱、梁、板和墙钢筋和混凝土算量课后，学生可在网站www.gscad.com.cn的“文档下载”中下载“结构BIM应用教程的算例”，利用已有框架和剪力墙的结构计算模型，按本教材的上机内容完成施工图自动绘制、钢筋算量和混凝土算量工作，帮助学生完成钢筋和混凝土算量课程实际应用训练。
（5）钢筋下料老师的实训课
第6章和第7章包括了框架结构和剪力墙结构的手工钢筋下料和软件钢筋下料，老师讲完每节柱、梁、板和墙钢筋下料课后，学生可在网站www.gscad.com.cn的“文档下载”中下载“结构BIM应用教程的算例”，利用已有框架和剪力墙的结构计算模型，按本教材的上机内容完成施工图自动绘制、钢筋算量和钢筋下料工作，帮助学生完成钢筋下料课程实际应用训练。
（6）已开设结构设计课程老师的实训课
本教材除第6章和第7章算量下料的内容外，包括了柱、梁、板、墙、框架结构和剪力墙结构等设计内容，让学生按本教材的上机内容完成建模、计算和施工图绘制工作，帮助学生完成结构设计课程实际应用训练。
（7）结构设计课程老师的16学时授课和16学时实训课
本教材除第6章和第7章算量下料的内容外，包括了柱、梁、板、墙、框架结构和剪力墙结构等设计内容，老师按本教材讲解16学时设计内容，每项内容讲完让学生按本教材的上机内容完成建模、计算和施工图绘制工作，帮助学生完成结构设计课程实际应用训练，建议学分3个。
（8）结构BIM应用课程老师的16学时授课和16学时实训课
本教材包括了力学计算、施工图绘制、钢筋混凝土算量、钢筋下料和碰撞检查5个过程内容，老师按本教材讲解16学时设计内容，每项内容讲完让学生按本教材的上机内容完成建模、计算、施工图绘制、钢筋混凝土算量和钢筋下料工作，帮助学生完成结构BIM应用课程实际应用训练，建议学分3个。每一章需要的学时如下。
授课：结构BIM应用的发展和现状1学时，柱的设计2学时，梁的设计2学时，板的设计2学时，墙的设计2学时，框架结构的设计、算量和下料2学时，剪力墙结构的设计、算量和下料2学时，结构设计参数的合理选取2学时，Revit中结构BIM模型的建立1学时。
上机：柱的设计2学时，梁的设计2学时，板的设计1学时，墙的设计1学时，框架结构的设计、算量和下料2学时，剪力墙结构的设计、算量和下料2学时，Revit中结构BIM模型的建立2学时，课程设计4学时。
本教材用到的规范和规程都用简化名称，如《抗规》指《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010），《混规》指《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010），《高规》指《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）。
限于作者水平，书中难免有不足和疏漏，请广大读者批评指正，以便再版修订和完善。联系电子邮箱：bjgscad@163.com。网站www.gscad.com.cn的“文档下载”中可下载与本教材配套的结构BIM应用教程的课件PPT和结构BIM应用教程的算例，“教学演示”中可下载与本教材配套的结构BIM技术在教学中的应用培训视频。广联达结构BIM教师群：QQ208010883。
编者
2016年6月
吴文勇教授毕业于北京大学，目前为广东省建筑设计研究院电算中心结构总工，20年来一直从事结构计算的研究工作，是我国建筑结构计算领域的领军人物。他领导并完成了8个省部级研究开发项目，先后荣获11项省部级科技进步奖。2005年来一直从事《建筑结构抗震规范》和《高层建筑混凝土结构技术规范》参编的具体工作。
第1章结构BIM的发展和现状1
1.1BIM的定义和特点1
1.2BIM的发展概况2
1.3结构BIM应用的现状3
1.4本章总结4
思考题4
第2章柱的设计5
2.1柱的力学计算5
2.1.1矩形柱的尺寸和材料6
2.1.2柱的边界条件7
2.1.3柱顶的荷载7
2.1.4柱的位移和内力计算7
2.2柱的施工图23
2.2.1柱的钢筋23
2.2.2柱的计算配筋26
2.2.3柱的构造要求29
2.2.4柱施工图的表示法32
2.2.5上机操作33
2.3柱的各种截面类型37
2.4柱的各种荷载类型44
2.5本章总结45
思考题45
第3章梁的设计46
3.1梁的力学计算46
3.1.1矩形梁的尺寸和材料47
3.1.2梁的边界条件47
3.1.3梁的荷载47
3.1.4梁的位移和内力计算47
3.2梁的施工图65
3.2.1梁的钢筋65
3.2.2梁的计算配筋68
3.2.3梁的构造要求70
3.2.4梁施工图的表示法71
3.2.5上机操作71
3.3本章总结74思考题74
第4章板的设计75
4.1板的力学计算75
4.1.1板的尺寸和材料76
4.1.2板的边界条件76
4.1.3板的荷载77
4.1.4板的内力计算78
4.2板的施工图91
4.2.1板的钢筋91
4.2.2板的计算配筋92
4.2.3板的构造要求93
4.2.4板施工图的表示法93
4.2.5上机操作94
4.3本章总结97
思考题97
第5章墙的设计98
5.1墙的力学计算98
5.1.1墙的计算模型98
5.1.2墙的内力计算99
5.2墙的施工图110
5.2.1墙的钢筋110
5.2.2基本内力组合111
5.2.3墙的计算配筋113
5.2.4剪力墙的构造要求114
5.2.5剪力墙施工图的表示法116
5.2.6上机操作117
5.3本章总结120
思考题120
第6章框架结构的设计、算量和下料121
6.1框架结构的力学计算121
6.1.1框架结构的工程概况121
6.1.2框架结构的模型输入123
6.1.3楼板计算140
6.1.4GSSAP计算143
6.1.5查看楼层和构件控制指标143
6.2AutoCAD自动成图145
6.3广厦和广联达钢筋算量接口149
6.3.1生成钢筋算量接口数据149
6.3.2生成gsm文件150
6.3.3调用gsm文件151
6.4框架结构的钢筋算量152
6.4.1钢筋算量计算依据和参数152
6.4.2框架结构钢筋工程量计算154
6.4.3框架结构钢筋预算软件工程量计算165
6.5框架结构的混凝土算量173
6.5.1框架结构混凝土算量的计算依据、方法、计算规则173
6.5.2框架结构混凝土工程量计算174
6.5.3框架结构混凝土预算软件工程量计算176
6.6框架结构的钢筋下料184
6.6.1钢筋下料的计算依据和参数184
6.6.2框架结构钢筋下料软件计算184
6.7本章总结198
思考题198
第7章剪力墙结构的设计、算量和下料199
7.1剪力墙结构的力学计算199
7.1.1剪力墙结构的工程概况199
7.1.2剪力墙结构的模型输入200
7.1.3楼板计算220
7.1.4GSSAP计算220
7.1.5查看楼层和构件控制指标220
7.2AutoCAD自动成图226
7.3广厦和广联达钢筋算量接口229
7.3.1生成钢筋算量接口数据229
7.3.2生成gsm文件229
7.3.3调用gsm文件230
7.4剪力墙结构的钢筋算量231
7.4.1墙结构包含的构件及构造231
7.4.2剪力墙中墙身与连梁的钢筋工程量计算232
7.4.3剪力墙框架结构钢筋预算软件工程量计算235
7.5剪力墙结构的混凝土算量236
7.5.1剪力墙结构的混凝土量算量规则236
7.5.2剪力墙结构混凝土工程量计算237
7.5.3剪力墙结构混凝土软件工程量计算难点237
7.6剪力墙结构的钢筋下料238
7.7本章总结238
思考题238
第8章结构设计参数的合理选取239
8.1总信息240
8.1.1结构计算总层数、地下室层数、有侧约束的地下室层数和最大嵌固结构层号240
8.1.2裙房层数242
8.1.3转换层所在的结构层号243
8.1.4薄弱的结构层号243
8.1.5加强层所在的结构层号243
8.1.6结构形式244
8.1.7结构材料信息248
8.1.8结构重要性系数248
8.1.9竖向荷载计算标志248
8.1.10考虑重力二阶效应249
8.1.11梁柱重叠部分简化为刚域249
8.1.12梁配筋考虑压筋的影响250
8.1.13梁配筋考虑板的影响250
8.1.14所有楼层分区强制采用刚性楼板假定250
8.1.15是否高层的判断251
8.2地震信息251
8.2.1反应谱法251
8.2.2水平地震影响系数最大值253
8.2.3特征周期253
8.2.4计算地震作用的结构阻尼比254
8.2.5地震作用方向255
8.2.6振型计算方法255
8.2.7振型数255
8.2.8计算扭转的地震方向255
8.2.9考虑偶然偏心255
8.2.10框架和剪力墙抗震等级256
8.2.11周期折减系数256
8.2.12顶部小塔楼考虑鞭梢效应的层数、层号和放大系数257
8.2.13框架剪力调整段数和剪力调整Vo所在的层号257
8.3风计算信息258
8.3.1计算风荷载的基本风压258
8.3.2计算风荷载的结构阻尼比258
8.3.3地面粗糙度258
8.3.4风体型系数259
8.3.5结构自振基本周期259
8.3.6风方向260
8.4调整信息260
8.4.1地震连梁刚度折减系数261
8.4.2中梁刚度放大系数261
8.4.3梁端弯矩调幅系数261
8.4.4考虑活载不利布置261
8.4.5是否要进行墙柱活荷载折减、折减系数262
8.5本章总结262
思考题262
第9章Revit中结构BIM模型的建立263
9.1基于Revit结构模型的工程应用263
9.2结构计算模型与Revit模型的双向转换265
9.2.1Revit中的族265
9.2.2计算模型转换为Revit模型266
9.2.3Revit模型转换为计算模型266
9.3Revit中结构模型的建立269
9.3.1标高和轴线的输入270
9.3.2柱的输入271
9.3.3梁的输入273
9.3.4板的输入275
9.3.5墙的输入275
9.4本章总结277
思考题277
第10章课程设计278
10.1课程设计要达到的目标278
10.2框架剪力墙结构的模型输入278
10.2.1结构布置278
10.2.2确定柱截面尺寸278
10.2.3布置墙、柱及连梁开洞282
10.2.4确定板厚285
10.2.5加板上荷载286
10.2.6加梁上荷载288
10.2.7加墙柱荷载289
10.2.8楼梯编辑289
参考文献291
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