基于Revit实现土石方精确算量的应用研究.pdf

基于 Revit 实现土石方精确算量的应用研究 胡 震752023 No.41 引言随着信息化技术不断发展，加快推进建筑行业信息化升级已成为行业热点。土石方算量作为建筑工程中一项必不可少的基本工作，直接影响工程成本造价。Revit 作为一款建筑行业主流 BIM 软件，基于其开发土石方精确算量应用具有重要的实用价值。目前国内外对于土石方算量的研究很多，主要集中在算量理论和算量方法。DR Luo1、王先鹏2等研究了土石方算量的计算原理和常用方法，分析了每种方法的合理性及适用性。常青3研究了 DTM 法、断面法、方格网法和等高线法的原理，结合工程实例分析了每种方法的精度。曹裕周4研究了基于 BIM 模型直接生成开挖的土石方的方法，结果表明算量精度要高于传统的土石方算量方法。余轲5研究了基于Revit 软件实现地铁车站土石方精确算量的方法。上述研究逐渐由传统的土石方算量方法过渡到依靠 BIM 模型进行算量。考虑到 Revit 在建筑行业应用范围广、可开发性强的特点，本文主要研究基于Revit 的土石方精确算量应用的开发。2 应用设计2.1 功能设计土石方算量工作需要依据地质资料、建筑资料，结合施工顺序进行，因此基于 Revit 开发的土石方精确算量应用需要具备三维地质建模、建筑边界生成、施工过程模拟等三个主要功能。2.2 开发流程本文应用开发主要在.NET 环境中完成对 Revit的二次开发，主要工具为 RevitAPI，开发过程需要遵循 RevitAPI 开发流程，如图 1 所示。图 1 RevitAPI 应用流程基于 Revit 实现土石方精确算量的应用研究胡 震（中铁第四勘察设计院集团有限公司城地院 武汉 430063）【摘 要】土石方算量作为建筑工程中的一项基本工作，实现土石方精确算量具有重要的现实意义。本文主要研究基于 Revit 平台土石方精确算量应用的开发，从而实现土石方算量过程自动化、结果精细化。【关键词】地质建模 土石方算量 Revit 二次开发Research on the Application of Precise Earthwork Calculation Based on RevitHU Zhen(China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co.,Ltd Wuhan 430063)Abstract：As a basic work in construction engineering,the accurate calculation of earthwork has important practical significance.This paper mainly studies the development of accurate earthwork calculation application based on Revit platform,so as to realize the automation of earthwork calculation process and the refinement of results.Keywords：Geological modeling;Earthwork calculation;Revit;Secondary development铁道勘测与设计 RAILWAY SURVEY AND DESIGN 2023（4）76第一步，新建项目，在.NET 环境中创建 C#类库文件。第二步，添加引用和 RevitAPI 接口装配文件。第三步，模式设置，为命令类添加控制命令的事务模式和更新模式。第四步，编写代码，从 IExternalCommand 接口派生，声明类对象并调用类，完成相关函数的编写。第五步，编译生成解决方案，得到.dll 文件并进行程序调试。第六步，启动 Revit 程序，打开生成的.dll 文件，检查程序运行结果。2.3 实现方法（1）三维地质建模的实现基于 Revit 实现三维地质建模功能可以分解为地层参数输入、地层界面拓扑、地层实体生成、地层实体拼接四个步骤。其中，地层参数选用文本格式存储当前地层界面分界点坐标参数；地层界面拓扑主要通过 Revit 地形生成功能来完成；地层实体生成利用Revit 拉伸、放样、布尔运算等功能来完成；地层实体拼接主要将各个地层实体组合成完整的三维地质模型。（2）建筑边界生成的实现基于 Revit 实现建筑边界生成功能可以分为有无建筑模型两种情况。有建筑模型的情况下，可以通过二次开发自动识别建筑模型外轮廓，进一步处理得到建筑边界。无建筑模型的情况下，可以通过二次开发根据边界点坐标指定建筑边界。此外，需要开发一些边界修改工具来对已经生成的建筑边界进行修改和调整。（3）施工过程模拟的实现基于 Revit 实现施工过程模拟功能的实现主要依靠实体操作来完成，利用建筑边界生成土石方实体模型与三维地质模型进行实体模型布尔运算来获取得到开挖、回填后的三维地质模型；利用实体模型显示隐藏来模拟土石方开挖、回填过程。在实现上述主要功能的前提下，需要进一步开发应用界面、分期统计等功能。其中分期施工功能主要是通过对土石方实体模型赋予分期参数并结合 Revit过滤器功能来完成。3 工程实例应用3.1 工程概况某大型轨道交通工程位于武汉市武昌区，沿和平大道南北向布置。车站为地下两层岛式车站，两层双柱三跨矩形框架结构，长度约 575m，宽度 24.5m，顶板覆土厚度约 2.8m，基底埋深约 16.4m。该工程实例已有围护结构 BIM 模型，如图 2 所示。图 2 围护结构 BIM 模型3.2 功能演示（1）三维地质建模处理原始地质资料（主要来源于地质钻孔数据）得到地层界面点位坐标，成果文件为 19 个地层界面文本文件。利用土石方算量应用的三维地质建模功能生成三维地质模型，如图 3 所示。图 3 三维地质模型（2）建筑边界生成该工程实例已有围护结构 BIM 模型，利用土石方算量应用的建筑边界生成功能直接提取建筑边界轮廓，如图 4 所示。图 4 建筑边界轮廓（3）施工过程模拟利用三维地质模型结合建筑边界进行实体模型布尔运算得到完整的土石方，利用土石方算量应用的分期功能，将得到的土石方进行分期，图 5 为土石方基于 Revit 实现土石方精确算量的应用研究 胡 震772023 No.4分期结果。图 5 土石方分期结果3.3 结果输出根据土石方分期结果得到原始数据，如表1所示。一期开挖土石方总量为 10338m，其中包含杂填土 6326m，素填土 3484m；二期开挖土石方总量为 37625m，其中包含素填土 1098m，砾质粘性土 11829m，粉质粘土 24684m，粉土 14m；三期开挖土石方总量为 17677m，其中包含粉质粘土2636m，粉土 15008m，粉砂 33m；四期开挖土石方总量为 16124m，其中包含粉土 8420m，粉砂7704m；五期开挖土石方总量为 17470m，全部为粉砂。4 结语本文简要介绍了土石方算量的研究现状，逐渐由传统理论和方法过渡到三维模型；提出了基于 Revit开发土石方精确算量应用的思路及方法，结合实际工程验证了土石方算量应用功能的实用性。本文通过研究发现，基于 Revit 开发的土石方算量应用具有操作便捷、视觉直观、计算高效、结果精确等特点，开发的算量应用可以进一步根据功能需求补充完善。同时，开发的土石方算量应用对于实际工程有一定的实用价值，对于同类型应用开发具有一定的参考价值。参考文献1Luo D R,Zou Z L.Contrasting and Analysis of the Method of Earthwork CalculationJ.2005.2 王先鹏,曹荣林.土方量计算的原理与方法及ArcGIS 的应用前景 J.地理空间信息,2009,7(04):139-141.3 常青.工程土石方量计算方法的对比研究 J.中国勘察设计,2013(04):82-84.4 李强,曾德顺.盾构千斤顶推力变化对地面变形的影响 J.地下空间,2002,22(1):12-15.5 曹裕周.BIM 技术在土石方算量中的应用 J.施工技术,2018,47(S4):158-160.6 余轲.基于 BIM 的地铁车站算量系统研究 J.建筑经济,2021,42(S1):103-106.DOI:10.14181/ki.1002-851x.2021S1103.收稿日期：2023-3-7 表 1 土石方分期开挖算量结果地层第一期第二期第三期第四期第五期合计杂填土63266326素填土348410984582杂质黏土4921182912321粉质黏土24684263627320粉砂夹粉土1415008842023442细粉砂3377041747025207合计103023762517677161241747099198