李正農(nóng)　朱愛(ài)民　吳紅華　劉安遠(yuǎn)　王文劍　張明亮

摘要：通過(guò)借助于Revit API函數(shù)，重點(diǎn)研究基于Revit平臺(tái)的扣件式鋼管腳手架程序開(kāi)發(fā).具體方法是創(chuàng)建腳手架所需族構(gòu)件，以C#作為程序開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言來(lái)編程，借助于Revit API把零散瑣碎的腳手架建模工作自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)快速建模，同時(shí)將腳手架的計(jì)算功能集成到Revit中，達(dá)到在BIM平臺(tái)下腳手架專項(xiàng)工程安全計(jì)算和智能建模目的.并以一個(gè)工程實(shí)例來(lái)測(cè)試程序的穩(wěn)定性與適用性.程序最終能夠?qū)崿F(xiàn)在較短的時(shí)間一鍵智能創(chuàng)建符合工程要求的腳手架三維可視化模型，且模型攜帶豐富的工程信息，大大提高了設(shè)計(jì)人員和施工人員的工作效率.

關(guān)鍵詞：腳手架；BIM；Revit API；二次開(kāi)發(fā)；C#

中圖分類號(hào)：TU241；TU242文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research on the Design of Scaffold Based

on Application of Secondary Development in Revit

LI Zhengnong1，ZHU Aimin1， WU Honghua1，LIU Anyuan2，

WANG Wenjian2，ZHANG Mingliang3

（1.Ministery of Education Key Laboratory of Building Safety and Energy Efficiency， Changsha410082，China；

2. Guangdong Xingceng Building Technology Co Ltd， Guangzhou510623，China；

3.Hunan Construction Engineering Group Co Ltd， Changsha410004，China）

Abstract：This paper focuses on the development of steel tubular scaffold with couplers in construction， based on Revit， through the aid of Revit API. The specific method is to create required family members of the scaffold by using C# as the programming language. Revit API can automate the rivial modeling of scaffold， which can assist the designers to build the moulding in short time， and meanwhile integrate the computing functions of scaffold into Revit. This program finally achieves the functions of scaffold safety calculation and intelligent modeling. Moreover， taking a specific instance to illustrate the stability and applicability of this method， this program can realize a 3D visualization model of scaffold in a short time， which satisfies the engineering requirement and provides rich engineering information. Finally， it significantly improves the work efficiency of the designers and constructors.

Key words：scaffold； BIM； Revit API； secondary development； C#

當(dāng)前，BIM技術(shù)正經(jīng)歷著從設(shè)計(jì)建模到模型數(shù)據(jù)應(yīng)用的趨勢(shì)發(fā)展，即從BIM 1.0向BIM 2.0階段過(guò)渡，但總體而言對(duì)BIM技術(shù)的研究尚屬于初級(jí)階段.清華大學(xué)的馬智亮[1]給BIM技術(shù)的定義是：BIM技術(shù)是利用BIM的特性改進(jìn)建筑工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等過(guò)程的技術(shù).

腳手架工程[2]是工程項(xiàng)目中的重要環(huán)節(jié).傳統(tǒng)腳手架工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，幾乎完全是架子工在施工現(xiàn)場(chǎng)依照二維平面圖紙手工排布腳手架，施工前無(wú)可視化模型作為參照.此時(shí)這種臨時(shí)的支架體系[3]，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，計(jì)算校核有誤[4-5]極易導(dǎo)致安全隱患或材料浪費(fèi)，因?yàn)槟_手架設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的報(bào)道不絕于耳.

鄭清廣[6]基于Revit開(kāi)發(fā)出簡(jiǎn)易的三維盤式鋼管腳手架模型，軟件尚未完全應(yīng)用于實(shí)際工程，也未涉及腳手架計(jì)算功能；崔曉強(qiáng)等[7]對(duì)于懸挑腳手架進(jìn)行專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，支持BIM平臺(tái)下腳手架智能化、自動(dòng)化設(shè)計(jì)，有較好的工程實(shí)踐應(yīng)用反饋，但對(duì)于具體的腳手架結(jié)構(gòu)形式研究不夠透徹；武雷等[8]將安全信息引入腳手架三維模型中，把腳手架安全管理納入PDCA循環(huán)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，其中腳手架安全信息模型中的事前控制及事中控制具體工作還有待進(jìn)一步深化；穆文奇等[9]研究了BIM 技術(shù)在腳手架施工精細(xì)化管理方面的應(yīng)用，以說(shuō)明該技術(shù)在腳手架施工降本增效及助推綠色施工中的積極作用.

實(shí)際腳手架工程中更好地應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)腳手架的智能安全施工過(guò)程，具有較大的實(shí)用價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值.目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有品茗、廣聯(lián)達(dá)等腳手架建模軟件，但均基于二維平臺(tái)開(kāi)發(fā)，雖然做到了三維可視化交底，但在很多環(huán)節(jié)上依舊囿于二維平臺(tái)的限制，所以尚欠真正意義上基于BIM平臺(tái)的腳手架軟件.

應(yīng)用程序接口（Application Programming Interface，簡(jiǎn)稱API）是軟件開(kāi)發(fā)人員將第三方應(yīng)用程序集成到已有相關(guān)軟件中的橋梁.在國(guó)外，已經(jīng)有很多專家學(xué)者借助API開(kāi)發(fā)插件，定制新的功能進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模、結(jié)構(gòu)分析、綠色建筑協(xié)同設(shè)計(jì)等研究[10-12].當(dāng)前，Autodesk Revit （下文簡(jiǎn)稱Revit）以其強(qiáng)大的適用性與信息交互的便捷性成為BIM建模以及二次開(kāi)發(fā)的佼佼者.相比較于其他類軟件，Revit中有豐富的API函數(shù)，故僅在Revit平臺(tái)[13]就幾乎可滿足建筑全生命周期的所有工作.

綜上所述，相比較于其他學(xué)者的研究，本文的主要貢獻(xiàn)是基于Revit平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)[14-15]，對(duì)扣件式鋼管落地架、懸挑架進(jìn)行深入探討.程序最終完全在BIM的環(huán)境下運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)兩大重要功能：其一、生成符合規(guī)范要求的扣件式鋼管腳手架計(jì)算書；其二、腳手架三維模型的智能生成.在通過(guò)若干實(shí)際工程的測(cè)試后，程序都有良好的表現(xiàn)，可以滿足實(shí)際工程施工的需要.

1腳手架構(gòu)件族庫(kù)的創(chuàng)建

1.1Revit中族的定義

族（Family）是Revit中的一個(gè)很重要的概念，它是一個(gè)包含通用屬性的集和相關(guān)圖形表示的圖元組，結(jié)構(gòu)模型中的所有圖元都是基于族來(lái)定義的.比如：梁族中的H型焊接型鋼梁、帶壁架的混凝土模板托梁、冷彎卷邊Z型鋼梁等；桁架族中的芬克式桁架、豪威氏人字形桁架等.每個(gè)族圖元都可以在其內(nèi)定義多種族類型（FamilySymbol），設(shè)計(jì)師可以根據(jù)自己的需求，對(duì)每種類型設(shè)定相應(yīng)的尺寸、形狀和材質(zhì)參數(shù)等信息.

當(dāng)把選定的族類型加載到項(xiàng)目中后，就成了一個(gè)個(gè)獨(dú)立的族實(shí)例（FamlilyInstance），族實(shí)例既具有族的屬性也有其自身的獨(dú)立屬性.族、族類型、族實(shí)例都是元素（Element）的子類，他們的類圖如圖1所示.

1.2Revit中族類型

Revit中有3種族類型，分別是系統(tǒng)族、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族和內(nèi)建族.系統(tǒng)族是Revit中已經(jīng)定義好的族，包含基本的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如梁、柱、樓板等.標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族是載入項(xiàng)目樣板中的族，位于項(xiàng)目環(huán)境外，族文件擴(kuò)展名是.rfa.可以使用族編輯器修改或創(chuàng)建所需的構(gòu)件，也可以使用各種族樣板創(chuàng)建新的族構(gòu)件.故本文的腳手架族構(gòu)件都是采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族創(chuàng)建的.內(nèi)建族可以是特定項(xiàng)目中的模型構(gòu)件，也可以是注釋構(gòu)件，只能在當(dāng)前的項(xiàng)目中創(chuàng)建，因此只能用于該項(xiàng)目中的特定的對(duì)象.本文采用內(nèi)建族的方法識(shí)別特定項(xiàng)目中建筑物相應(yīng)平面的外輪廓，并通過(guò)拉伸的功能達(dá)到腳手架所需創(chuàng)建高度，再運(yùn)用已經(jīng)載入Revit附加模塊選項(xiàng)卡下的腳手架插件實(shí)現(xiàn)腳手架模型的智能生成.腳手架族構(gòu)件創(chuàng)建流程如圖2所示.

1.3腳手架族構(gòu)件的創(chuàng)建

在Revit建模方面，本文采用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族創(chuàng)建[16]如下腳手架模型構(gòu)件：鋼管族（包括橫桿、立桿、斜桿、剪刀撐、掃地桿） 、扣件族（包括十字扣件、旋轉(zhuǎn)扣件、對(duì)接扣件）、連墻件族、腳手板族、擋腳板族、可調(diào)托撐族、墊板族、懸挑架用型鋼族和安全立網(wǎng)族.具體如圖3所示.下面對(duì)于幾個(gè)主要的族構(gòu)件創(chuàng)建進(jìn)行說(shuō)明.

1.3.1鋼管族創(chuàng)建

選擇族樣板文件中的公制常規(guī)模型創(chuàng)建鋼管族，根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 130—2011），腳手架鋼管采用 Φ48.3 mm×3.6 mm 鋼管.在“創(chuàng)建”上下文選項(xiàng)卡“屬性”面板中點(diǎn)選“族類型”按鈕，添加長(zhǎng)度族參數(shù)，并按照規(guī)范要求創(chuàng)建其材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼.

1.3.2擋腳板族創(chuàng)建

同樣采用公制常規(guī)模型來(lái)創(chuàng)建擋腳板族.規(guī)范規(guī)定其高度不低于180 mm，本文取200 mm.為了使其外觀標(biāo)識(shí)更加逼真，打開(kāi)“材質(zhì)瀏覽器”，選擇外觀→常規(guī)→漸變，打開(kāi)“紋理編輯器”，在外觀按鈕下選擇漸變類型為線性.為了達(dá)到擋腳板警戒標(biāo)識(shí)符的漸變效果，添加4種顏色漸變節(jié)點(diǎn)，RGB值從左到右分別為：255 255 0→255 255 0→0 0 0→0 0 0（其中中線左邊為節(jié)點(diǎn)2，右邊為節(jié)點(diǎn)3，節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3重疊），并在“位置”按鈕下修改旋轉(zhuǎn)角度為45°，具體如圖4（a）所示.

1.3.3安全立網(wǎng)族創(chuàng)建

在Revit中很難找到一個(gè)材質(zhì)可以很好保證其在真實(shí)模式下安全網(wǎng)與現(xiàn)實(shí)生活中安全網(wǎng)的吻合度.如果只是單純的選用玻璃材質(zhì)，真實(shí)模式下是灰色透明的薄膜狀；如果選用網(wǎng)材質(zhì)，并在紋理編輯器中調(diào)整好參數(shù)編輯網(wǎng)的屬性，真實(shí)模式下形態(tài)相似但是綠的程度太低，視覺(jué)沖擊力偏弱.因此，筆者創(chuàng)作性地將兩者疊加在一起，發(fā)現(xiàn)最終的表現(xiàn)力極佳.在不影響腳手架后期算量的前提下，保證了腳手架三維立面的可視化程度.具體如圖4（b）所示，從左到右依次是網(wǎng)材質(zhì)、玻璃材質(zhì)以及兩者的疊加.

1.3.4其他腳手架構(gòu)件族創(chuàng)建

運(yùn)用Revit中編輯族的拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣、放樣融合這5大工具，輔以參照平面，同樣可以創(chuàng)建腳手架其他構(gòu)件族，限于篇幅筆者不再贅述.其他主要構(gòu)件族見(jiàn)圖4（c）～4（f）.

2Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)

上文主要研究腳手架構(gòu)件族的創(chuàng)建，這些族是腳手架整體建模的基礎(chǔ).如果采取手工建模需要很長(zhǎng)時(shí)間，并且模型后期的調(diào)整也需要花費(fèi)很多精力.本文通過(guò)Revit API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)[17-18]，借助于Revit API可以把零散瑣碎的腳手架建模工作自動(dòng)化、智能化，可以在很短的時(shí)間一鍵建模，同時(shí)借助于Revit API可以將更多額外的功能集成到Revit中，本文內(nèi)嵌了腳手架的計(jì)算功能，從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)完成幾乎所有的工作，大大提高了腳手架設(shè)計(jì)的連貫性與適用性.

需要強(qiáng)調(diào)的是，由于懸挑梁布置本身的復(fù)雜性，本文懸挑梁的布置采用半手動(dòng)的方式.規(guī)范規(guī)定，架體高度20 m及以上懸挑式腳手架工程需要進(jìn)行專家論證.故如何使得懸挑架的布置更加智能化，尤其是20 m及以上的布置還值得深入研究.

2.1Revit API定義與使用前準(zhǔn)備工作

2.1.1Revit API定義

Revit API是一套事先編輯好的、可以與外界程序相關(guān)聯(lián)的函數(shù)，它是一個(gè)類庫(kù).一方面API可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Revit已有功能的覆蓋，完成模型的創(chuàng)建，并更深層次地對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行分析和調(diào)整；另一方面，它也給用戶提供了一個(gè)研發(fā)的平臺(tái)，用戶可以根據(jù)自身功能需求來(lái)嘗試對(duì)Revit創(chuàng)建新的命令，使之能夠滿足更多細(xì)節(jié)上的要求，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)它在功能上的縮放，進(jìn)而使開(kāi)發(fā)者能夠更加便捷地訪問(wèn)模型的圖形數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)；創(chuàng)建、修改、刪除模型元素；集成第三方應(yīng)用來(lái)完成諸如連接到外部數(shù)據(jù)庫(kù)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到分析應(yīng)用等.

在腳手架工程的設(shè)計(jì)建模過(guò)程中，依靠Revit已經(jīng)相對(duì)成熟的軟件平臺(tái)，通過(guò)API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，把交互操作和程序控制的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分利用API以編程的方式完成一些工作量較大、規(guī)律性較強(qiáng)的工作.比如，架體連續(xù)多跨多步一樣；腳手架陰陽(yáng)角處立桿的處理；橫桿布置時(shí)，在結(jié)構(gòu)側(cè)立面奇數(shù)偶數(shù)不同時(shí)，橫桿避讓問(wèn)題等，這些工作都由預(yù)先編寫的算法完成.實(shí)際操作中能夠大大簡(jiǎn)化相關(guān)建模過(guò)程，快速、高效地實(shí)現(xiàn)需求的功能，從而顯著提升建模效率.

2.1.2使用Revit API的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行基于Revit進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)前，首先需要安裝Revit 2016，同時(shí)下載Revit 2016 SDK（Software Development Kit，即軟件開(kāi)發(fā)工具包）里面主要包含的Revit API幫助文檔及RevitLookup；其次安裝Visual Studio 2015，本文選擇其中的C#語(yǔ)言編程.同時(shí)也可以通過(guò)Revit自帶的宏功能來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的插件.Autodesk公司通過(guò)提供AddinManager來(lái)加載Revit插件.

2.2Revit API在腳手架建模中的應(yīng)用

2.2.1Revit API兩個(gè)程序集

Revit API提供一套機(jī)制和規(guī)范來(lái)擴(kuò)展在Revit中創(chuàng)建腳手架模型的功能.在進(jìn)行腳手架插件開(kāi)發(fā)時(shí)需要引用兩個(gè)程序集，分別為Revit API.dll和Revit APIUI.dll，它們包含的主要內(nèi)容見(jiàn)表1.

2.2.2實(shí)現(xiàn)腳手架建模繼承的接口

Revit 2016是基于.NET的運(yùn)行環(huán)境，本文使用C#語(yǔ)言在Visual Studio 2015平臺(tái)下對(duì)Revit軟件進(jìn)行功能擴(kuò)展，主要使用外部命令和外部應(yīng)用兩種方式.

如果Revit中沒(méi)有其他命令在運(yùn)行或者沒(méi)有處于編輯模式，則已經(jīng)注冊(cè)了的外部命令就可以被激活.一旦插件被選中，外部命令對(duì)象將被創(chuàng)建出來(lái)，開(kāi)發(fā)工程師通過(guò)外部命令來(lái)擴(kuò)展Revit時(shí)必須在外部命令中繼承IExternalCommand接口，并重載接口中的抽象函數(shù)Execute來(lái)實(shí)現(xiàn)接口功能.通過(guò)外部命令方式開(kāi)發(fā)的過(guò)程流程圖如圖5所示.同樣通過(guò)外部應(yīng)用來(lái)定制腳手架建模開(kāi)發(fā)所需相關(guān)功能，在外部應(yīng)用中繼承IExternalApplication接口，并重新加載其中的兩個(gè)抽象函數(shù)OnShutup和OnShutdown編譯代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的開(kāi)發(fā).通過(guò)外部應(yīng)用方式開(kāi)發(fā)的過(guò)程流程圖如圖6所示.

2.3通過(guò)Revit API將腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算功能集成

到Revit中

為了使得最后的腳手架模型符合工程施工的要求，本文在腳手架建模之前，首先進(jìn)行腳手架的專項(xiàng)安全計(jì)算，依據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 130—2011）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》），得到《落地式扣件鋼管腳手架專項(xiàng)方案計(jì)算書》和《型鋼懸挑式扣件鋼管腳手架專項(xiàng)方案計(jì)算書》兩個(gè)word模板，里面的腳手架參數(shù)信息會(huì)根據(jù)用戶的個(gè)人設(shè)定而發(fā)生聯(lián)動(dòng)改變，并根據(jù)改變后的參數(shù)重新給出計(jì)算結(jié)果，在所有計(jì)算都符合要求的情況下才進(jìn)行下一步的腳手架建模工作.

2.3.1扣件式鋼管腳手架計(jì)算書內(nèi)容

計(jì)算書中需要用到腳手架以下的主要參數(shù)信息：立桿的縱距l(xiāng)b、橫距l(xiāng)a、步距h、腳手架搭設(shè)高度H、連墻件步數(shù)跨數(shù)、連墻件豎向間距、活荷載參數(shù)、風(fēng)荷載參數(shù)、靜荷載參數(shù)、地基參數(shù)、型鋼懸挑梁參數(shù)、鋼絲拉繩（斜拉桿）參數(shù)以及鋼管的截面信息.由于規(guī)范規(guī)定腳手架鋼管采用Φ48.3 mm×3.6 mm鋼管，故鋼管截面信息固定，具體見(jiàn)表2所示.

在腳手架所有的參數(shù)錄入進(jìn)Revit中指定面板后，程序在后臺(tái)進(jìn)行縱向水平桿計(jì)算、大小橫桿強(qiáng)度撓度計(jì)算或驗(yàn)算、扣件抗滑力計(jì)算、腳手架荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算、立桿穩(wěn)定性驗(yàn)算、連墻件強(qiáng)度穩(wěn)定性計(jì)算或驗(yàn)算.此外，落地架需要進(jìn)行立桿的地基承載力計(jì)算、懸挑架需要進(jìn)行型鋼懸挑梁抗彎強(qiáng)度撓度穩(wěn)定性計(jì)算或驗(yàn)算、水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)鋼筋拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算、螺栓錨固強(qiáng)度計(jì)算及樓板局部受壓承載力計(jì)算.當(dāng)這些計(jì)算全部符合規(guī)范要求時(shí)，程序?qū)⒔o定下一步操作指示，否則可以選擇自動(dòng)調(diào)整腳手架參數(shù)信息或者用戶手動(dòng)調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)，程序調(diào)整完成后再重新計(jì)算，直至通過(guò).

2.3.2特殊懸挑部位設(shè)計(jì)計(jì)算

在腳手架設(shè)計(jì)計(jì)算中，規(guī)范給出了落地架和懸挑架懸挑梁的受力計(jì)算，這部分參照《規(guī)范》來(lái)編寫算法.由于懸挑架與建筑結(jié)構(gòu)連接的復(fù)雜性，對(duì)于特殊懸挑部位的處理方法，規(guī)范中并沒(méi)有明確的說(shuō)明，筆者查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，參照實(shí)際工程中的相關(guān)計(jì)算方法，將懸挑架中的水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)鋼筋拉環(huán)強(qiáng)度及螺栓錨固強(qiáng)度的計(jì)算說(shuō)明如下.

1）水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)采用鋼筋拉環(huán)

水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)強(qiáng)度計(jì)算公式為：

σ=R2A≤0.85f（1）

式中：R為水平鋼梁與樓板壓點(diǎn)的拉環(huán)受力；f為拉環(huán)鋼筋抗拉強(qiáng)度，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2010），每個(gè)拉環(huán)按2個(gè)截面計(jì)算的吊環(huán)應(yīng)力不應(yīng)大于50 N/mm2；折減系數(shù)為0.85，根據(jù)《JGJ 130-2011規(guī)范》第5.6.7條，當(dāng)型鋼懸挑梁錨固段壓點(diǎn)處采用2個(gè)（對(duì)）及以上U形鋼筋拉環(huán)或螺栓錨固連接時(shí)，其鋼筋拉環(huán)或螺栓的承載能力應(yīng)乘以0.85的折減系數(shù)；A為壓環(huán)鋼筋的截面積.

2）螺栓錨固強(qiáng)度計(jì)算

螺栓錨固深度：

h≥Nπd[fb] （2）

式中：N為錨固力，即作用于樓板螺栓的軸向拉力；d為樓板螺栓的直徑；[fb]為樓板螺栓與混凝土的容許粘接強(qiáng)度，即混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值[fb]=ft；[f]為鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取215 N/mm2；h為樓板螺栓在混凝土樓板內(nèi)的錨固深度.

2.3.3word模板處理

在腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算通過(guò)后，程序支持導(dǎo)出專項(xiàng)工程word計(jì)算書，方便用戶查看與使用.word計(jì)算書模板解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：計(jì)算書中的圖形和表格的遍歷；段落的遍歷；計(jì)算公式配置與計(jì)算不符合要求時(shí)異常提醒.最后通過(guò)改變C#中的工程設(shè)置來(lái)從實(shí)現(xiàn)其通過(guò)腳手架模板自動(dòng)創(chuàng)建符合要求的word文檔.

3Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)在腳手架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

的應(yīng)用

在創(chuàng)建好腳手架模型所需族庫(kù)，并研究總結(jié)出符合規(guī)范要求的腳手架計(jì)算書后，利用Revit二次開(kāi)發(fā)技術(shù)可以開(kāi)發(fā)出一套應(yīng)用于實(shí)際工程中的基于BIM平臺(tái)的腳手架安全計(jì)算與建模軟件.下面以一個(gè)實(shí)際工程為例，來(lái)具體說(shuō)明本文的研究成果.

某棚戶區(qū)改造拆遷安置點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)規(guī)劃占地367.62畝，整個(gè)項(xiàng)目分為1號(hào)、2號(hào)和5號(hào)3個(gè)地塊，其中5號(hào)地塊分為1、2、3、4期，總建筑面積96.76萬(wàn)m2，總計(jì)64棟單體建筑樓.由于項(xiàng)目的64棟都為塔式建筑，筆者選擇不同結(jié)構(gòu)形式的樓體進(jìn)行測(cè)試，并在文中具體說(shuō)明其中的18號(hào)樓的測(cè)試結(jié)果.18號(hào)樓結(jié)構(gòu)高度55 m，結(jié)構(gòu)層數(shù)18層，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系.由于規(guī)范規(guī)定，落地架結(jié)構(gòu)高度不宜超過(guò)50 m，懸挑架結(jié)構(gòu)高度不宜超過(guò)20 m，本工程結(jié)構(gòu)高度為55 m，因此需要同時(shí)用到落地架和懸挑架.為了體現(xiàn)施工工藝流程，可以自行選擇結(jié)構(gòu)標(biāo)高平面來(lái)創(chuàng)建相應(yīng)腳手架模型.

如前所示，本文采用內(nèi)建族的方式來(lái)識(shí)別建筑物的外輪廓線，從而在內(nèi)建模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建腳手架模型.將扣件式鋼管腳手架軟件加載到Revit中，在“附加模塊”上下文選項(xiàng)卡下找到“扣件式鋼管腳手架”面板，里面有三個(gè)按鈕，分別為“參數(shù)設(shè)置”、“導(dǎo)出計(jì)算書”和“智能生成模型”.

在腳手架安全計(jì)算方面，先根據(jù)落地架和懸挑架的不同配置參數(shù)，其中落地架包括“布置參數(shù)”和“荷載參數(shù)”的配置，懸挑架還需要進(jìn)行“懸挑參數(shù)”的配置；參數(shù)配置完成后進(jìn)行計(jì)算校核，具體如圖7所示.

Revit中腳手架模型創(chuàng)建的具體操作流程是：首先在項(xiàng)目里創(chuàng)建與該住宅樓模型外形一致的內(nèi)建族，再輸入腳手架參數(shù)信息，計(jì)算校核通過(guò)后，就可以智能創(chuàng)建腳手架模型，具體如圖8所示.

程序最終在Revit中快速穩(wěn)定地生成了該高層住宅樓的三維可視化腳手架模型，并支持導(dǎo)出該專項(xiàng)工程腳手架安全計(jì)算書.該高層腳手架模型真實(shí)模式下的三維視圖如圖9所示.

作者通過(guò)將該腳手架程序應(yīng)用于本項(xiàng)目的其他不同的結(jié)構(gòu)體系中，發(fā)現(xiàn)依然可以在極短的幾分鐘時(shí)間內(nèi)迅速生成符合工程施工要求的腳手架模型，說(shuō)明本文所開(kāi)發(fā)出的腳手架軟件具有一定的穩(wěn)定性和適用性，具有良好的工程實(shí)用價(jià)值.

4結(jié)論

本文選擇基于Autodesk Revit進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，重點(diǎn)研究在BIM平臺(tái)下腳手架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).具體得到如下結(jié)論：

1）族是創(chuàng)建腳手架三維可視化模型的基礎(chǔ)，本

文通過(guò)選擇符合腳手架功能特性的族樣板創(chuàng)建相應(yīng)腳手架族構(gòu)件，為后續(xù)二次開(kāi)發(fā)做好準(zhǔn)備工作.

2）本文借助Revit API進(jìn)行腳手架程序開(kāi)發(fā)，充分利用API 以編程的方式完成一些工作量較大、規(guī)律性較強(qiáng)的工作，并通過(guò)若干工程實(shí)例來(lái)檢驗(yàn)程序的穩(wěn)定性，最后能夠?qū)崿F(xiàn)在幾分鐘的時(shí)間實(shí)現(xiàn)高層建筑落地式和懸挑式腳手架模型的創(chuàng)建.

3）通過(guò)借助Revit API筆者將腳手架結(jié)構(gòu)計(jì)算功能集成到Revit中，在腳手架建模之前首先進(jìn)行腳手架的安全驗(yàn)算，只有所有的驗(yàn)算都通過(guò)才能進(jìn)行下一步的建模工作.

4）本文是真正意義上的基于BIM平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)，擺脫了二維平臺(tái)的局限性，得到的腳手架模型的每一個(gè)構(gòu)件都是攜帶信息的.在實(shí)現(xiàn)本文計(jì)算和建模的基礎(chǔ)上，對(duì)后期的算量分析也有極大的指導(dǎo)意義.

5） 本文所開(kāi)發(fā)出的腳手架程序還有待更多的工程實(shí)例的測(cè)試，并且由于懸挑架本身的復(fù)雜性和特殊性，目前只能支持半手動(dòng)設(shè)計(jì)，故程序還有待更進(jìn)一步的優(yōu)化，以提高其本身的適應(yīng)性與通用性.

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