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基于Revit的鋼結(jié)構(gòu)族創(chuàng)建

2018-05-09 07:38:12梅世強(qiáng)
城市建筑空間 2018年2期
關(guān)鍵詞:族庫圓孔鋼結(jié)構(gòu)

牛 犇,梅世強(qiáng),吳 波,毛 凱

(1.云南建投鋼結(jié)構(gòu)股份有限公司設(shè)計(jì)中心,云南 昆明 650501;2.云南省建筑工程設(shè)計(jì)院,云南 昆明 650021)

0 引言

近年來,建筑信息模型 (buildinginformation modeling,BIM)技術(shù)已逐步應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域,并貫穿工程整個(gè)生命周期,關(guān)聯(lián)各階段的參與方(主要包括協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)、施工、工程量計(jì)算、運(yùn)營維護(hù)管理等)[1]。首先,國家也在不斷推進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,2016年8月23日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》和2017年3月23日發(fā)布的《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》等政府文件都提到BIM技術(shù)的應(yīng)用。其次,很多復(fù)雜項(xiàng)目使用BIM技術(shù),將有效避免施工錯(cuò)誤和不必要的損耗。三是通過使用BIM技術(shù)有效提高項(xiàng)目工程質(zhì)量安全等管理水平,同時(shí)提高公司競爭力。因此,建設(shè)方、施工方、設(shè)計(jì)院等紛紛建立BIM研究中心,致力于BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用。

目前主流的鋼結(jié)構(gòu)深化建模軟件為Tekla,但與其他BIM應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)只能采用IFC格式,普遍存在數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。而Revit軟件屬于Autodesk公司旗下三維建模軟件,優(yōu)勢(shì)明顯。首先,Autodesk公司具有BIM應(yīng)用全專業(yè)建模軟件,完全能夠?qū)崿F(xiàn)不同軟件之間數(shù)據(jù)的互導(dǎo),并且數(shù)據(jù)不存在丟失現(xiàn)象;其次,Revit更開放,用戶可根據(jù)需求進(jìn)行二次開發(fā)。但Revit軟件主要用于建筑和機(jī)電專業(yè)的建模,很少用于鋼結(jié)構(gòu)建模,主要原因在于鋼結(jié)構(gòu)族庫不完善(尤其是各連接節(jié)點(diǎn)族),所以要利用Revit軟件建立鋼結(jié)構(gòu)模型,掌握鋼結(jié)構(gòu)族創(chuàng)建的技巧是關(guān)鍵。Revit軟件的每個(gè)族文件包含很多的參數(shù)和信息(尺寸、形狀、類型和其他參數(shù)),族參數(shù)的合理設(shè)定可方便地管理數(shù)據(jù)和修改搭建的模型[2]。在鋼結(jié)構(gòu)建模中,常用的族有柱截面族、梁截面族、各連接節(jié)點(diǎn)族、柱腳節(jié)點(diǎn)族及一些二維族等,但Revit軟件中各連接節(jié)點(diǎn)基本沒有。因此,本文主要介紹鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)族庫的創(chuàng)建方式,重點(diǎn)介紹梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)族和梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)族的創(chuàng)建技巧,通過以點(diǎn)帶面,利用Revit軟件創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型,為鋼結(jié)構(gòu)族庫的建立提供參考,不斷完善鋼結(jié)構(gòu)族庫,填補(bǔ)利用Revit軟件創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型的空白。

1 梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)-連接板族的創(chuàng)建

1)選定族樣板就選取了族類型(每個(gè)族類型包含不同的參數(shù))。創(chuàng)建成功后進(jìn)入族創(chuàng)建界面,可對(duì)族類型和族參數(shù)進(jìn)行更改。

2)創(chuàng)建1個(gè)參數(shù)可調(diào)(圓孔直徑、長度)的空心切割圓孔族。直接在連接板族中創(chuàng)建圓孔,難以實(shí)現(xiàn)圓孔孔徑及定位尺寸的參數(shù)化。為實(shí)現(xiàn)開孔孔徑及定位尺寸的參數(shù)化,采用嵌套族的形式,先創(chuàng)建圓孔族,再導(dǎo)入連接板族中使用。族類型采用基于面的公制常規(guī)模型;項(xiàng)目中同一類型的圓孔參數(shù)不變,故將該空心切割圓孔族設(shè)定為類型參數(shù),如圖1,2所示。對(duì)空心圓孔切割族進(jìn)行載入使用時(shí),因圓孔尺寸多樣,可創(chuàng)建類型目錄,方便調(diào)用,如圖3所示。

圖1 圓孔參照標(biāo)高

圖3 類型目錄

3)創(chuàng)建連接板族,梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)連接板為雙向板,板厚、板寬設(shè)定為類型參數(shù),連接板的高度隨連接梁的尺寸變化而變化。同時(shí),將空心切割圓孔族載入(類型可根據(jù)需求適當(dāng)載入),圓孔尺寸和數(shù)量設(shè)定為類型參數(shù),并做出相應(yīng)約束。連接板示意如圖4所示。

4)將螺栓族(型號(hào)可按要求適當(dāng)載入,如圖5所示)載入連接板族中,螺栓型號(hào)和數(shù)量設(shè)定為類型參數(shù),螺栓長度進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)聯(lián)約束。螺栓的定位尺寸由橫向xa,xb,豎向a,b,數(shù)量y-n等類型參數(shù)進(jìn)行約束。梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)如圖6所示。

5)對(duì)連接板、螺栓等零部件賦以材質(zhì)參數(shù)等,設(shè)定其可見性和二維圖例后,梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)族即可載入項(xiàng)目中使用。

為使梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)族更加方便載入使用和管理,對(duì)此節(jié)點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)化建族,用戶須需根據(jù)H形鋼梁的梁高-腹板厚度選擇所對(duì)應(yīng)的梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)即可。工程項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)如圖7所示。

圖4 連接板示意

圖5 螺栓類型

本節(jié)點(diǎn)族主要針對(duì)H形鋼梁與箱形柱的梁柱剛接節(jié)點(diǎn),鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點(diǎn)種類繁多,但是創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)族的方法基本相同。

2 梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)-連接板族的創(chuàng)建

1)創(chuàng)建連接板族,梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)連接板為單向板,單邊連接的外加加勁板。板厚、板寬設(shè)定為類型參數(shù),連接板的高度隨著連接梁的尺寸變化而變化。同時(shí),將空心切割圓孔族載入(類型可根據(jù)需求適當(dāng)載入),圓孔尺寸和數(shù)量設(shè)定為類型參數(shù),并做出相應(yīng)約束。

圖6 梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)示意

圖7 梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)應(yīng)用

2)將螺栓族(型號(hào)可按要求適當(dāng)載入)載入連接板族中,螺栓型號(hào)和數(shù)量設(shè)定為類型參數(shù),螺栓長度進(jìn)行相應(yīng)的關(guān)聯(lián)約束。螺栓的定位尺寸由橫向b,豎向a,b,數(shù)量n等類型參數(shù)進(jìn)行約束。梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)如圖8所示,族參數(shù)編輯如圖9所示。

圖8 梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)

圖9 梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)參數(shù)編輯

3)對(duì)連接板、加勁板、螺栓等零部件賦以材質(zhì)參數(shù)等,設(shè)定其可見性和二維圖例后,梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)族即可載入項(xiàng)目中使用。

為使梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)族更加方便載入使用和管理,對(duì)此節(jié)點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)化建族,用戶只須根據(jù)主梁、次梁截面型號(hào)選擇所對(duì)應(yīng)的梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)即可。梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化目錄如圖10所示,工程項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)如圖11所示。此節(jié)點(diǎn)不僅適用于同等標(biāo)高的梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn),還適用于降板處的梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)。

圖10 梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化目錄

圖11 梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)應(yīng)用

3 其他族

鋼結(jié)構(gòu)族種類繁多,但創(chuàng)建方法基本相同,本文只對(duì)部分鋼結(jié)構(gòu)族進(jìn)行介紹。圖12所示為用于高層裝配式住宅的新型梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)。

圖12 新型梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)

4 結(jié)語

1)本文主要介紹梁-柱剛接節(jié)點(diǎn)族和梁-梁鉸接節(jié)點(diǎn)族的創(chuàng)建技巧,以點(diǎn)帶面介紹基于Revit軟件的鋼結(jié)構(gòu)族的創(chuàng)建技術(shù)。通過創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)化族庫,更加方便載入使用,同時(shí)更有利于族庫的管理。建族人員創(chuàng)建出鋼結(jié)構(gòu)族,通過創(chuàng)建并不斷更新族類型目錄,實(shí)現(xiàn)所創(chuàng)建族的標(biāo)準(zhǔn)化。用戶只需根據(jù)所需的族類型進(jìn)行載入使用即可。這極大地提高了建模效率,同時(shí)對(duì)族庫的管理更加方便。此外,其他鋼結(jié)構(gòu)族的創(chuàng)建也可參照本文所述2種族進(jìn)行創(chuàng)建,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。例如,鋼柱鋼梁族,可把常用截面和型材截面統(tǒng)一歸檔創(chuàng)建族類型目錄,統(tǒng)一管理和定期更新,使用時(shí)根據(jù)所需進(jìn)行載入使用。

族的創(chuàng)建方法很多,可建立較為完善的鋼結(jié)構(gòu)族庫,實(shí)現(xiàn)在Revit軟件中創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型,填補(bǔ)Revit軟件創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型的空白。

2)通過創(chuàng)建完善的鋼結(jié)構(gòu)族庫,已基本能實(shí)現(xiàn)利用Revit軟件創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型。但BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅只停留在建立模型,如何利用模型并體現(xiàn)模型的價(jià)值才是關(guān)鍵。

根據(jù)不同階段創(chuàng)建不同等級(jí)的BIM模型,滿足各階段的需求,使BIM模型使用價(jià)值最大化。方案和初設(shè)階段,BIM模型主要用于三維展示、對(duì)設(shè)計(jì)存在的問題進(jìn)行反饋和粗略用鋼量的提取等,模型精度要求不高,只需創(chuàng)建梁柱即可,不需要?jiǎng)?chuàng)建各連接節(jié)點(diǎn);施工圖階段,模型精度要求高,需按詳圖深化要求創(chuàng)建BIM模型,提取準(zhǔn)確的用鋼量和生成構(gòu)件加工圖紙。

3)對(duì)于Revit軟件創(chuàng)建的鋼結(jié)構(gòu)模型,完全能夠?qū)崿F(xiàn)用鋼量等工程量的提取。但還有一些難題需解決和進(jìn)一步研究,其中很重要的一點(diǎn)是生成鋼構(gòu)件的加工圖紙有困難。與Tekla相比,其主要原因在于對(duì)構(gòu)件的編號(hào)及生成構(gòu)件圖、零件圖都存在不足之處。針對(duì)此問題,應(yīng)從以下2方面進(jìn)行研究解決:①作為建模人員可從建族方面入手,將所有創(chuàng)建的族定位在零件圖級(jí)別;建模過程中通過零件生成部件(構(gòu)件),出構(gòu)件圖紙,零件圖則根據(jù)所創(chuàng)建的族來出。②公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)。③作為軟件開發(fā)商,通過自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)軟件進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)。

參考文獻(xiàn):

[1]方雅君.基于Revit的設(shè)備族創(chuàng)建[J].現(xiàn)代建筑電氣,2017(1):1-4.

[2]歐特克軟件(中國)有限公司構(gòu)件開發(fā)組AutodeskRevit2013族達(dá)人速成[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2013.

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