建筑工程结构BIM设计数字化云平台(以下简称EasyBIM-S)由中国建筑西南设计研究院有限公司研发，针对建筑结构专业的BIM正向数字化设计，以平面和构件设计为核心，以参数化设计为理念，以自动化校审为优势，大幅提升结构设计的质量与效率的同时，部分打通了数据源头。该案例是EasyBIM-S软件在成都市独角兽岛启动区项目的应用，初步解决了数据交换、混凝土结构施工图数字化设计与智能校审、混凝土及钢筋智能算量及现场装配等难点。
（二）申报单位简介
中国建筑西南设计研究院有限公司(简称中建西南院)始建于1950年，是国有甲级建筑设计院，隶属世界500强企业——中国建筑集团有限公司，现有员工约5000人。70年来，中建西南院设计完成了万余项工程设计任务，遍及全国各省、市、自治区及全球20多个国家和地区，获国家级、部级和省级以上优秀奖1300余项，获国家级科技进步奖4项、省部级科技进步奖40余项。
二、案例应用场景和技术产品特点
（一）技术方案要点
建筑工程结构BIM设计数字化云平台(EasyBIM-S)围绕数据核心，基于建筑工程结构设计中间数据格式，双向打通数据壁垒，实现结构计算软件与设计软件之间、专业间协同设计以及与造价、施工等环节的数据交互，为应用研发提供数据基础。基于自主研发的高性能二维信息化图形平台和三维图形引擎，实现图模联动并构建应用层，进行结构施工图设计、校审和算量的功能模块研发，实现建筑工程结构施工图的高度自动化设计，实现高效准确的一键校审。同时，与专业BIM算量软件进行对接，将设计结果自动直接转化为算量模型，实现混凝土结构、钢筋智能算量。部分打通数据源头，驱动数据向下传递，在建筑全生命周期体现了数字化技术的价值。
（二）产品特点和创新点
EasyBIM-S自研国产建筑工程结构BIM设计数字化云平台由中建西南院研发，集成了传统CAD技术和BIM数字化的优点。平台将计算模型转换为BIM模型耗时为分钟级，施工图生成耗时为秒级，施工图智能校对审查耗时为秒级，可集成Revit、PKPM、YJK等多种模型格式文件。软件可靠性和稳定性较好，在软件运行过程中定时进行数据备份，可有效恢复出错的数据。图形显示技术好，大体量模型不卡顿，海量数据视图不卡顿。支持二次开发，软件进行了大量功能函数封装，并提供二次开发API接口。
创新点如下：
1.自主研发了国产信息化图形引擎。具备高效的二维图形处理能力和三维图形显示能力，实现了兼具二维制图流畅便捷与模型可视化的EasyBIM平台。
2.自主研发了结构施工图数字化智能设计平台。以结构设计数据为核心，以EasyBIM平台为基础，自主研发了结构施工图数字化设计模块，实现了混凝土结构平面图与梁、楼板、墙柱等构件施工图的自动生成。
3.自主研发了结构施工图数字化智能校对审查平台。针对规范条文、工程经验及统一技术措施建立了规则库，并自主研发了结构施工图数字化智能校对审查平台，实现了针对结构施工图的一键智能自动校对审查。
4.对接算量中台实现智能算量。通过EasyBIM平台实现了结构施工图设计数据与工程算量环节的数据交互，保障了结构BIM设计成果的数据信息有效向下传递。
5.编制了《CSWADI结构设计数字化交换标准SDIEM》。填补了现阶段国内还没有自主知识产权的建筑工程结构设计数字化交换标准的空白，弥补了国际数据交换标准IFC与国内主流结构设计软件的数据交换的障碍。
6.提出了一种将既有软件改造为BIM软件的方法。使传统软件的用户不需要或只要花少量的学习成本就能掌握BIM工具，大幅减少人工处理信息的工作量，提高设计效率。
7.提出并实现了一种结构信息数据多源映射方法。该方法通过自主研发的可用于将主流结构设计模型转化为.sim标准数据格式的软件，实现了结构计算信息与结构设计信息的高效、快捷整合。
（三）市场应用总体情况
EasyBIM-SV1.0版在中建西南院内部进行了广泛应用，试用项目包括柬埔寨金边机场航站楼、天府艺术公园文博坊、优山樾园项目、广东省第二中医院中医药传承创新工程(EPC)等，应用面积达100余万平方米。试用结果获得广泛好评，大幅提高了设计和校审效率，提升了设计质量。
三、案例实施情况
（一）工程应用项目简介
“独角兽岛”坐落于成都天府新区，是以独角兽企业孵化和培育为主体的产业载体。项目用地面积25716m2，总建筑面积12205m2，建筑高度20m，地上两层，地下一层，主要使用功能包括媒体发布大厅、办公以及会议室、停车场等其他配套服务设施。采用现浇钢筋混凝土框架结构，立面及采光中庭采用异形钢结构。
图1独角兽岛启动区项目效果图
（二）应用过程
平台的应用以成都独角兽岛启动区项目为例，该项目采用EasyBIM-S及其他数字化技术，高效率高标准的完成结构施工图设计，整体提高了建造过程的智能化水平，减少了对人力资源的依赖，提升了建筑的性能和可靠性。
图2独角兽岛启动区项目
1.结构施工图平面设计
采用EasyBIM-S平台提供的结构施工图平面设计模块进行设计，该模块可根据项目的整体信息模型按用户需求自动映射各个标高的结构平面图，提供的编辑操作类似用户熟悉的CAD功能。在保证项目完整模型信息的同时，提供了类似CAD快捷流畅的操作模式，使用户使用新软件进行二维视图编辑时无需改变操作习惯。同时软件提供了自动裁剪、一键降板、一键开洞等一系列智能化工具，兼具二、三维设计软件所长，大幅提高结构施工图设计效率。
EasyBIM-S平台中，通过模型关联技术实现设计模型与计算模型的映射绑定，导入结构计算模型后，通过轴网布置、梁标高检查、截面自动标注、自动填充降板区域等多个智能辅助工具，快捷精准完成结构平面布置图，各操作步骤及设计成果如图3～12。
图3EasyBIM平台初始界面
图4模型关联映射
图5计算模型导入
图6轴网布置
图7结构平面图绘制
图8梁标高检查
图9截面自动标注
图10自动填充降板区
图11本案例结构BIM模型
图12本案例结构平面布置图
2.结构施工图楼板配筋
以传统二维设计方法完成的楼板配筋，遇到支座布置修改时，楼板钢筋需要逐一调整并重新计算钢筋长度，机械工作量大且容易出错。EasyBIM-S平台采用动态关联技术，实现楼板配筋与楼板及支座构件百分之百精确映射，调整支座后自动挪动板钢筋，根据规范校对审查钢筋长度与配筋值，并提供局部重生成功能快速完成局部板配筋修改，保证板图准确性的同时大幅提高工作效率。
本案例中，该模块可通过项目的整体信息模型与计算书匹配生成各个标高的楼板配筋图，提供智能校审与局部重生成功能辅助用户在计算调整后快速更新图纸。此外EasyBIM-S平台提供了板筋合并、板筋断开、配筋修改等一系列智能化工具，兼具二三维设计软件优势，大幅缩短了楼板配筋图设计周期，各操作步骤及设计成果如图13～17。
图13计算书管理
图14楼板配筋参数设置
图15楼板配筋及附注自动生成
图16楼板配筋自动校对审查
图17本案例楼板配筋图
3.结构施工图梁平法配筋
梁配筋计算值对计算模型较为敏感，梁布置发生局部调动后需要整层核对梁配筋。以传统方法画梁，计算修改后需要整层逐一对比计算值，修改配筋后需要逐一排查强条，校对工作量大且容易出错。EasyBIM-S平台采用动态关联技术，实现梁配筋与梁构件精确映射，为智能校对审查提供了坚实的基础。计算模型发生修改后，应用智能校对审查功能，程序根据规范逐一排查强条，不再需要人工核对。同时为最大程度解决梁平法配筋的手动修改量，减少设计周期，EasyBIM-S平台提供局部重生成功能，在完全满足计算与规范的前提下，实现局部梁配筋修改快速修改，确保准确性的同时大幅提高设计效率。
本案例中，该模块可根据项目的整体信息模型与计算模型数据库匹配生成各个标高的梁配筋图，提供智能校审功能审查强条，提供局部重生成功能快速完成修改。此外EasyBIM-S平台提供了梁串合并、梁串断开、平法拖动等一系列智能化工具，兼具二三维设计软件优势，极大减少了梁配筋图人工耗时，各操作步骤及设计成果如图18～24。
图18梁平法配筋参数设置
图19梁平法配筋倾向表
图20查改梁支座
图21梁配筋计算书管理
图22梁平法配筋自动生成
图23梁平法配筋自动校对审查
图24本案例梁平法施工图
4.结构施工图柱配筋
以传统方法完成的柱配筋，一旦柱计算值修改或变动，需要修改大样钢筋画法、放样钢筋画法、大样钢筋值、柱表钢筋值，修改工作量大且容易出错。
本案例中，该模块可根据项目的整体信息模型与计算结果匹配生成各个标高的柱配筋图，提供智能校审功能核对强条，提供字符与大样联动功能快速修改图纸。此外EasyBIM-S平台提供了联动看图、自动放样、自动排序等一系列智能化工具，兼具商业二三维设计软件优势，实际提高柱配筋图绘图效率100%，各操作步骤及设计成果如图25～32。
图25柱配筋参数设置
图26设置柱出图层
图27柱配筋自动生成
图28柱表自动生成
图29柱配筋校对参数设置
图30柱配筋自动校对审查
图31本案例柱配筋图(一)
图32本案例柱配筋图(二)
5.结构工程智能算量
EasyBIM-S平台通过.sim数据格式对接晨曦BIM算量软件，生成算量模型，并与各省、自治区、直辖市的清单定额计算规则形成映射。根据算量模型的楼层、尺寸等物理属性与四川建筑与装饰工程预算定额(2015)中的构件关系进行分析和扣减，自动完成楼板、梁、墙、二次构件等结构构件的工程算量。同时，根据11G、16G系列图集钢筋平法规则，可辅助生成钢筋实体，并实现钢筋智能算量，极大减少了手动录入钢筋数据的工作量，整体提高算量效率。本案例中各操作步骤及成果如图33～38。
图33选择定额规则
图34设置构件扣减规则
图35布置二次结构
图36生成钢筋工程量
图37本案例混凝土构件工程量结果
图38本案例钢筋算量结果
本案例采用EasyBIM-S完成结构设计任务，过程高效率、成果高质量、数据可传递，降低了人工成本。
图39本案例设计效果图
图40本案例建成实景
四、应用成效
(一)解决的主要问题
1.软件间数据交换。本案例设计过程中采用多种结构计算和设计软件，EasyBIM-S平台实现了与Revit、PKPM、YJK、等软件间的数据交换，使得本案例的结构设计数据丰富完整，确保各子结构设计环节的高效、有序进行。各软件、环节数据交互成果如图41～44。
图41钢结构模型导出深化
图42Revit模型导出
图43PKPM计算结果导出
图44Tekla数据导出
2.混凝土结构施工图数字化设计。根据结构计算结果，完成混凝土结构平面、梁、楼板、墙柱等构件的施工图数字化设计，详见上文附图。
3.混凝土结构施工图智能校对审查。基于完成混凝土结构平面、梁、楼板、墙柱等构件的施工图，完成一键智能校对审查，详见上文附图。
4.混凝土结构智能算量。根据混凝土结构施工图设计图纸及模型，导出设计数据，完成自动完成楼板、梁、墙、二次构件等结构构件的工程算量及钢筋智能算量，详见上文附图。
5.钢结构数字化设计加工及现场装配。钢结构设计数据和构件信息直接导出，对接厂商进行预制加工并指导施工现场装配，如图45～47。
图45弯折钢结构构件定位及数字化加工
图46施工现场装配
图47施工现场
（二）实际应用效果
独角兽岛启动区项目利用EasyBIM-S软件，采用BIM正向设计，大幅提升了结构施工图设计效率，并通过数字化设计和智能算量、钢结构数字化加工及现场装配等环节有效减少项目成本。具体如下：
1.异形建筑的设计表达。独角兽岛启动区项目中，靠传统的CAD二维设计图纸很难表达复杂空间形体，采用EasyBIM平台开展BIM正向设计，对多处复杂空间进行了三维建模和三维图纸表达(如图48)，同时各专业在三维模型中进行配合，进行虚拟建造，避免在施工过程中发现问题导致大量返工的现象发生，从而节约建造成本，节省施工周期。
图48三维图纸表达
2.大幅提升结构施工图设计效率。经统计，运用该软件，相比传统CAD二维设计，结构平面设计效率可提高30%，楼板配筋图、梁柱配筋图等设计效率可提高约100%、智能算量模块提高效率约100%。整体提升结构设计效率约30%。
该案例最终以高效率、高标准、高质量、高完成度完成竣工落地(如图49)，是中建西南院在智慧建造浪潮中创新设计取得的可贵成果，是智能建造实现未来复杂建筑和解决建筑行业低效率、低效益、高能耗的有力证明。
EasyBIM-S自研国产建筑工程结构BIM设计数字化云平台应用前景广阔，经济效益较明显，推动传统CAD二维设计向以BIM技术为基础的智能设计转型，并将设计成果及数据有效传递至后续建造环节，为实现智能建造奠定部分基础。
图49本案例竣工实景
执笔人:
中国建筑西南设计研究院有限公司(赵广坡、赖逸峰、唐军、周盟、康永君)