随着BIM技术的不断发展，越来越多的BIM项目得以成功实施，在工程各个阶段取得了大量的研究和应用成果。BIM技术在EPC总承包项目中的应用，显著提升了EPC的精益化管理水平，也让“BIM+EPC”的发展模式逐渐被各方认可。该模式正逐渐成为总承包商不断探索的新的开发方向，各级建设行政主管部门也相应出台了推广要求和措施，为该技术的发展创造了良好的应用环境。
本项目在该行业发展背景下，结合传统EPC总承包项目的优势，依托BIM技术，尝试探索工业项目中“BIM+EPC”工程总承包管理模式。本文以其中的一个应用点为探讨方向，阐述BIM在EPC总承包项目钢结构工程量统计中的应用研究成果；重点阐述利用Revit软件进行钢结构工程量精细化计算的可行性及具体实施方法；同时将三者与Tekla工程量计算结果、手工工程量计算结果进行对比；并提出Revit精细化计算的解决方案。希望本文对BIM的应用可以为同行提供一些参考。
▶Revit钢结构工程量计算◀
Revit工程量计算方法
明细清单统计是Revit提供的自动统计构件工程量的基本方法，为了得到符合工程设计的工程量统计表，需要在此基础上进行设置。
（1）明细表中统计的组件数据
族参数与计算值，其中族参数需要使用共享参数，方便在项目明细表中统计；而计算值则是通过族参数或者构件属性计算出来的各种构件属性值，比如重量=体积*密度，体积是Revit族实例的一个属性，而重量在明细表中是通过“体积*密度”的计算值来计算的。如图1所示，使用“计算值”得到构件重量。
图1 详细表格计算值
（2）分类与统计方法
将工程中需要统计的工程量进行分类分项统计，例如实际工程中分为：基础梁、厂房钢柱、屋面梁、辅房柱、辅房梁等。Revit明细表提供的功能是按类别统计，即统计工程中所有结构柱、所有梁的工程量。
为了解决分类和项目统计的问题，所有构件及节点族都增加了一个共用参数“S_01族构件分类”。通过该参数，按照需要统计的构件的分类，在项目中给每类构件赋值，如基础梁、厂房钢柱、辅助建筑钢柱等，再利用明细表中的过滤功能实现分类统计，从而保证每类构件单独统计在一个材料表中。如图2、图3所示。
图 2 详细信息列表过滤器
图 3 分类统计
创建节点系列
Revit中工程量计算的准确性取决于模型的深度，而模型图元的深度主要取决于族构件的精细度。只有模型精确到板、件、螺栓的级别，才能准确计算出具体的工程量。因此，节点族的创建是Revit工程量准确计算的基础，也是这项工作的最大难点。
在满足计算精度的前提下，最需要解决的就是效率问题，而一个好的家庭组件可以大大提高工作效率，方便进行详细的表格统计。因此确定了制作家庭的三个基本原则：
如图4所示，[Dimension]参数栏为主要控制参数，[Other]参数栏为参数表达式驱动的参数。这样，用较少的控制参数就可以演化出丰富多彩的节点族。以梁柱节点族为例，可满足以下情况：柱上连接1根梁、2根梁、3根梁、4根梁，分别为2、3、2、1个，共8种情况。该族十分复杂，但由于采用了各种关联参数，调整起来相对容易。
图4 家庭参数
在以上原则的基础上，我们可以掌握另一个核心原则“化整为零”。具体做法就是钢结构工程量计算公式，将常用的节点族进行分析，分解到板级，这样就可以得到各种类型的端板、加固板、连接板、螺栓等零件级族。我们可以分别建立这些零件级共享族，然后通过各种组合，将零件族作为共享嵌套族，得到各种类型的节点族。这种方法大大提高了族的建立效率，方便对各种节点板进行单独控制，使用和建模方便钢结构工程量计算公式，并且使得在Revit中可以实现板级工程量统计。
以拼接节点为例：将节点细化到板、零件、螺栓层级，每个板、螺栓都是一个单独的嵌套族，制作族时可以提高效率，将它们组合在一起制作成节点。此节点中的螺栓层级、端板、加劲肋尺寸可以调整，螺栓排数与加劲肋数量相关，修改螺栓排数，加劲肋会自动生成。节点的尺寸参数与主零件使用参数表达式关联，填写主零件参数（梁、柱截面参数），节点尺寸会自动调整，修改起来非常方便。
图5 梁柱节点族
图6 拼接节点
在工程应用中，通过上述方法完成了50多个常用的门式刚架节点族，包括：梁柱节点、拼接节点、加劲肋节点、雨棚节点、檩条节点、支撑节点、角撑节点等，图7为实际工程中的部分节点图。
图 7 Revit 中的钢结构节点
▶Tekla钢结构工程量计算◀
Tekla作为专业的钢结构三维细部设计软件，在钢结构节点细部处理方面优势明显，比如对节点板的局部剪切、修边、开孔、倒角等处理都非常方便，其智能节点可以自适应构件，也是非常强大的功能。但是智能节点掌握难度较大，特别是对于没有这方面项目积累的单位来说，前期投入会非常大。由于是第一次在工程项目中使用Tekla软件，因此Tekla的使用效率相对Revit要低一些，尤其是Tekla软件没有分组功能，修改效率会比Revit低很多。
从实际工程项目应用来看，Tekla在钢结构处理方面功能非常强大，但需要用户积累大量的智能节点库，在此基础上，工程项目的效率将得到很大的提高。
Tekla 统计方法
Tekla通过生成报告的方式来统计工程量。根据项目工程量统计报告的格式，作者编制了Tekla报告模板，可分别用于统计构件工程量和面板工程量。
图 8 Tekla 工程量报告
同时，为了得到分类、逐项统计的结果，利用了Tekla的状态管理功能。作者在项目中将模型划分为多个状态，每个状态对应每个需要统计的构件，这样就可以分别统计每一项工程量。如图9所示。
图 9 Tekla 状态管理
Tekla Steel 节点
Tekla节点分为智能节点和普通节点。智能节点可以适配构件，即当主次部件截面修改时，节点可以自动改变，非常高效；普通节点无法适配构件，主次部件截面修改后，需要重新调整节点。本次项目积累了一些智能节点，例如下图所示的拼接节点、梁柱节点、角撑节点等。
图 10 Tekla 中的钢节点
▶项目实例◀
项目简介
本项目为某汽车工业厂房EPC总承包项目，总包方在EPC项目中地位较高，在方案论证、设计碰撞检验、项目施工管理等方面尝试了BIM的多种应用，加深了各方对项目的了解和EPC总包方的满意度。同时，BIM技术精准的工程量统计为本项目的资金成本控制、施工进度提供了真实准确的数据，是项目顺利实施的隐形骨干力量之一。本项目的工程量统计，前期采用手工计算，后期采用Revit、Tekla进行精准统计和校对。
结果比较
三种统计方法的统计结果比较如表1所示：
统计结果比较
特别说明：本项目手工统计是基于丰富的项目经验，统计过程非常细致，保证统计结果的准确性，因此具有较高的对比参考性。从统计结果来看，Revit和Tekla对钢结构工程量的统计结果非常准确，与设计师的统计结果相比，三者的误差都非常小，进一步验证了三者的统计结果是准确的。
BIM软件统计的意义在于，在BIM工程项目中，以BIM模型为载体，实现各项BIM技术的应用，而工程量统计只是其中很小的一个应用，统计结果通过BIM模型自动生成，准确率较高，不仅节省了设计人员反复统计工程量的时间，避免了不必要的遗漏和错误，更是为项目成本控制、采购、施工进度等提供了有力的依据，为BIM+EPC精细化管理提供了有效的帮助。
软件比较
通过本项目的应用，对这两款软件的使用做了简单的比较。需要注意的是，两款软件还是有很大区别的，特别是在应用方向和阶段上。Tekla适合结构专业人士，特别是钢结构细部设计，钢结构节点，详图，加工图；而Revit是一款通用的BIM建模软件，侧重于主要构件，不擅长细部节点处理，但其强大的参数化家族可以实现节点建模和工程量计算。下面仅从操作层面进行比较。
Revit 软件：
Tekla 软件：
1）智能节点编写难度大，变化性和通用性相对较差；节点需要指定主、次件，部件不能通用更换，降低了效率；
2）项目中操作、定位繁琐，元件绘制麻烦；
3）无法分组，修改工作量大。
▶结论◀
通过对某EPC项目中Revit与Tekla钢结构工程量计算的比较，得出以下结论：
