基于Revit Dynamo模式的叠合板参数化建模.pdf

科学技术创新 2023.22摘要：本文为解决叠合板复杂节点部位钢筋与预埋预留智能化排布的问题，采用 Revit 的参数化建模方法，建立叠合板三维模型，并运用 Dynamo 参数化建模方法，提高建模的效率与精度。基于 Revit+Dynamo 的参数化建模方法建立的叠合板模型对叠合板的预制加工具有较强的指导意义，提高了叠合板深化设计的效率。关键词：BIM；Revit；Dynamo；叠合板；参数化设计中图分类号院TU741文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤22-0142-04基于 Revit+Dynamo 模式的叠合板参数化建模杨凌峰1，2，周海威2，3，晋强1，2*，黎康1，2（1.新疆农业大学 水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐；2.新疆 BIM 及装配式工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐；3.新疆新冶建筑集成科技有限公司，新疆 乌鲁木齐）改革开放至今，我国在工程建造方面取得了巨大成就，但是和其他国家相比，我国这一领域的数字化水平仍然处于较低的阶段，碎片化、粗放式的建造方式也存在一系列问题，而利用建筑信息模型（BuildingInformation Modeling,BIM）在工程中设计阶段和生产阶段的应用可以减少建造过程中的失误并且提高建造的质量和各专业协调能力。放眼全球，我们可以从锡麦肯全球研究院（MGI）发表的调查报告中看出，在提到的 22 个行业中，工程建造领域的数字化水平在全球国民经济各行业中排名倒数第二位，远远落后于建造行业。而我国发布的 中国制造 2025 指出了加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，主攻智能制造，最终实现制造业强国的这一目标。BIM 技术正是实现这一目标的重要途径。由此可见，BIM 技术是未来建筑行业的重要趋势1-4。1工程案例交建翰博苑位于乌鲁木齐市新市区冶金街北侧，是新疆地区首个所有单体均为装配式建筑的小区，整体效果如图 1 所示。该工程总建筑面积 97 405.79m2，其中地上建筑面积 71 978.81 m2、地下建筑面积25 426.98 m2。交建翰博苑利用 BIM 技术辅助施工过程5，并结合了装配式建筑绿色施工准则，为绿色施工的实现提供技术支持和载体。本文以翰博苑 4#住宅楼为例，地上部分为装配式混凝土剪力墙结构，竖向构件采用高精度模板，水平构件采用桁架钢筋混凝土叠合板楼盖。图 1工程案例小区鸟瞰效果图2Revit 软件与 Dynamo 插件的概述2.1Revit 软件的不足Autodesk Revit 软件对常规的建设项目创建界面友好，但在叠合板的创建过程中不仅操作繁琐，而且叠合板轮廓线定位较为模糊，使模型的精度较低，无法满足工程当中对于模型精度的要求。基金项目：新疆农业大学大学生创新项目（dxscx2022369）支持。作者简介：杨凌峰（2002-），男，本科，助理工程师，研究方向：BIM 技术。通讯作者：晋强(1979-)，男，硕士，副教授，研究方向：建筑材料、BIM 及装配式建筑。142-2023.22 科学技术创新2.2Dynamo 平台的特点Dynamo 作为 Revit 软件的插件运行，是一种面向自定义节点的可视化编程语言环境，它可以将各种节点组合起来，形成可实现目标功能的可视化程序。除此之外，Dynamo 拥有可视化编译程序的运行环境，这意味着设计师可以在可视化编程界面上调整程序逻辑、布局和节点，从而实现“所见即所得”的编程思想，大大提高了编程的效率和可靠性通过节点算法联动软件模型来达到工作效果，不需要使用者具有较高程度的编程专业知识。最重要的是，Dynamo 作为 Revit 软件的插件运行，可以与 Revit 软件进行无缝集成，通过调用 Revit的 API 接口，实现软件的定制化和扩展。这意味着工程师们可以利用 Dynamo 快速地设计和开发各种工具、插件和脚本，用于自动化和优化建筑设计和构造流程，大大提高了工作效率和质量。2.3Revit 软件与 Dynamo 平台的互补性随着 BIM 技术的快速发展，Revit 软件与 Dynamo平台的互补性也日益突显。正是因为工程量的自动统计是基于 Revit 的，并且统计时一般是在三维模型上进行操作的，这就取决于所建立模型的质量如何，工程量统计速度的关键性因素中就有了模型创建的效率这一因素。而 Dynamo 平台能够对 Revit 模型进行数据联动，这也正是 Revit 软件与 Dynamo 平台互补性的体现之一。因此，对 Revit 进行更深层次的二次开发6，进而有效提高建立 Revit 模型的质量和效率。3叠合板参数化设计3.1叠合板概述在 Revit 中，叠合板可以通过族文件的方式进行建模。通过将三维建模转化为叠合板族文件的设计过程，建筑工程师可以利用 Revit 的数据管理能力7，快速构建出复杂的叠合板结构模型，满足不同的工程设计需求。叠合板的建模和计算过程正是 Revit 和Dynamo 配合使用的优良例证，充分发挥了 BIM 技术的特点和优势。3.2叠合板参数化生成思路在 Revit 平台中创建叠合板时，需要使用楼板功能来绘制叠合板的轮廓线，在此创建过程中不仅操作繁琐，而且叠合板轮廓线的定位也很模糊，单次的楼板绘制也只能创建一块叠合板，无法批量生成，导致模型的绘制效率比较低。在任务量大时更是需要耗费大量的时间和精力8。针对此问题，采用参数法建模并开发插件，使其能够在指定区域进行叠合板的智能生成，建立一个由 Revit 中的模型直接进行叠合板模型深化以及构件出图的桥梁。因为插件的开发目的是为了应用到项目中，插件的功能设计要贴合实际的施工工艺。因此，在开发之前我们首先对叠合板的施工过程进行梳理，钢筋混凝土叠合板的施工流程如图 2 所示。在施工过程中涉及到的 BIM 模型包含叠合板支座、预制底板、现浇叠合层以及现浇接缝。3.3叠合板参数化生成逻辑按照程序参数计算输出的位移数据，以交互参数为程序方法调用判断依据，利用 Revit API 修改模型并创建模型。楼板类型则以 Revit 族类型进行划分，命名不同的族类型名称，并赋予其面层结构材质，为材质表面创建图案填充，进而实现楼板类型与 Revit 模型的对应关系。如图 3 所示，在模型参数化生成的过程中，可以用原楼板的模型线作为所有楼板生成的原始定位数据，处于上层的现浇板直接采取原始模型线，依据交互参数来筛选现浇楼板厚度，并通过族类型参数的设定，定位族类型名称新建楼板，实现参数化厚度调整。而预制板和拼接缝则是需要对原始定位数据进行偏移来生成，我们以输出的位移参数为偏移数值，通过偏移原始顶点的 X 轴与 Y 轴，建立新的模型线集合，并筛选预制楼板厚度进行 Revit 模型的创建，进而实现模型生成，并保证模型精细度。3.4叠合板参数化生成程序根据预处理功能梳理的模型线集合顺序，获取楼板边缘线，并将其放入已经设定好的 Entiy 封装类中。定义 Entiy 类时创建承载Line 实例的属性以及线中点的属性，为 Entiy 类写入构造函数，建立中点属性的构造初始值，设定 现浇梁板、墙柱模板安装叠合板楼板吊装、校核就位梁钢筋绑扎现浇板底排钢筋绑扎机电线管、线盒以及孔洞预留预埋现浇板、叠合板上排钢筋绑扎检查验收，砼浇筑及养护图 2叠合板施工流程143-科学技术创新 2023.22创建该类时必须提供一个 Line 类型的实例。通过特征对比线中点属性中 X 与 Y 的数值大小进行集合排序，创建原始点位数据，以此作为所有楼板生成的基础。计算楼板模型线长度，传递给主窗口程序，通过“ShowDialog”方法将窗口模态展示，程序计算将在窗口未执行完之前停止运行，等待模态窗口传回参数，主窗口内定义了次窗口的展示区域，在交互结束后，次窗口将数据转接给主窗口，再通过主程序的窗口实例获取参数。根据楼板拆分方向以及数量的选择可以形成四种叠合板生成方法，叠合板模型线代码如图 4 所示。方法数据由 double 类型的实例代替，程序获取主窗口的交互参数后，将数值写入对应的实例中，完成参数化模型线生成。在 Revit API 中，Document 类中的“New Floor”方法用于新建楼板模型，方法构造函数需提供“CurveArrayprofile”、“Floor Type floorType”、“Level”与“Boolstructural”参数，对应物理属性分别为模型线集合、楼板族类型、标高与结构参数，程序会根据交互参数中预制板厚度与现浇板厚度进行族类型的筛选来满足拆分厚度的需求，并设置标高的偏移距离，防止模型碰撞9-10，最终得到相对应的预制板、现浇板与拼接缝，实现参数化叠合板生成。4结论本文探讨了在叠合板参数化设计中 BIM 技术的应用，并以实际工程项目为例，针对操作繁琐、叠合板轮廓线定位模糊，且无法批量生成而导致模型绘制效率比较低等问题开展研究。采用 Revit+Dynamo 的参数化建模方法，分析了叠合板参数化设计的思路和逻辑，并利用 Dynamo 技术完成了模型布置，大幅提高了建模的效率与精度，同时也为后续的施工起到了切实的指导意义。目前土木工程的 BIM 应用从项目的设计阶段、施工阶段及后期运维阶段均已展开，涵盖了工 整体楼板预制板现浇板拼接缝预制板参数生成图 3楼板参数化生成示意图 4叠合板模型线部分核心代码144-2023.22 科学技术创新Parametric Modeling of Laminated SlabBased on Revit+Dynamo ModeYang Lingfeng1，2,Zhou Haiwei2，3,Jin Qiang1，2*，Li Kang1，2（1.College of Water Conservancy and Civil Engineering of Xinjiang Agricultural University,Urumqi,China;2.Xinjiang BIM and Assembly Engineering Technology Research Center,Urumqi,China;3.Xinjiang Xinye Building Integrated Technology Co.,Ltd.,Urumqi,China）Abstract:In this paper,in order to solve the problem of intelligent arrangement of reinforcing bars andpre-embedded reservations in complex joint parts of laminated slab,a three-dimensional model of laminatedslab was established by using Revits parametric modeling method,and Dynamo parametric modeling methodwas used to improve the efficiency and accuracy of modeling.The laminated slab model based on Revit+Dynamo parametric modeling method has a strong guiding significance for the prefabrication of the laminatedslab,and improves the efficiency of the deepened design of the laminated slab.Key words:BIM;Revit;Dynamo;laminated slab;parametric design程项目的整个生命周期。未来，随着 BIM 技术的不断发展，Revit 和 Dynamo 的应用范围将会变得越来越广泛，为建筑工程师们提供更多更好的工具来实现可持续发展的建筑设计和建造。参考文献1杨灵,淳庆,万仁威，等.基于 Dynamo 的穿斗式木构架参数化建模方法研究 J.建筑技术,2023,54(10):1258-1262.2王利伟,李辉,叶锦华.基于 BIM 的预制小箱梁参数化建模技术与施工仿真方法研究J.市政技术,2022,40(9):229-233.3张太玥,蔡文杰,朱家瑶.基于 BIM 技术的 PC 构件族参数化建模方法研究J.工程技术研究,2022,7(15):11-13.4文哲思,龙绍海,黄晓虹,等.装配式钢-混组合梁桥BIM 参数化建模及应用J.智能城市,2021,7(21):138-142.5 许树栋.BIM 技术在钢结构智能建筑技术中的应用J.智慧中国,2023(4):86-87.6林晓桐.基于 BIM 技术的自动扶梯参数化建模与可视化预警的方法研究D.广州：广东工业大学,2022.7夏娟,崔建昆,吕嗣孝，等.基于 CATIA 二次开发的直线共轭齿轮副参数化建模 J.农业装备与车辆工程,2022,60(1):157-160.8 李燕华.BIM 技术在装配式 PC 预制叠合板优化设计中的应用 J.广东水利电力职业技术学院学报,2022,20(1):11-14.9易振国.装配式 PC 预制叠合板优化设计中 BIM 技术的应用J.大众标准化,2022(12):166-168.10马淮亮.基于 BIM 技术的装配式框架结构族库的设计研究与应用D.扬州：扬州大学,2019.145-