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    目前BIM在橋梁方面的應(yīng)用還不夠成熟，大部分的橋梁BIM設(shè)計(jì)都是簡(jiǎn)單的從二維圖紙到三維的翻模工作或者用于制作動(dòng)畫(huà)需要。我們知道，BIM是“建筑信息模型”的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，那么作為一個(gè)信息的載體，應(yīng)該不止停留在外觀(guān)上，而應(yīng)該更多地承載建筑的特征信息，如特征尺寸、材質(zhì)、配筋等。另外，我認(rèn)為BIM還應(yīng)該用于提高設(shè)計(jì)效率。像在CAD一般都會(huì)有通用圖一樣，BIM可以通過(guò)建立“族”來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑的參數(shù)化設(shè)計(jì)。下面我就簡(jiǎn)單介紹一下如何通過(guò)建立“族”的方式進(jìn)行單箱梁的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

    首先，我們需要理解族的概念，族簡(jiǎn)而言之，就是具有相同特征的物體的集合。如所有的圓柱體，就可以看做一類(lèi)族，因?yàn)樗鼈兌伎梢酝ㄟ^(guò)底面半徑和高度這兩個(gè)特征表示，通過(guò)修改底面的半徑和高度，可以得到所有的圓柱體。Revit的族也是同樣的道理，通過(guò)用參數(shù)表達(dá)同一類(lèi)物體的特征信息，并修改參數(shù)，可以得到任意相同特征的建筑物體。

    下圖為基于Revit族建立的曲線(xiàn)單箱梁實(shí)體，其中單箱梁的梁高、梁寬、腹板厚等特征參數(shù)可通過(guò)參數(shù)進(jìn)行修改。要建立Revit族，首先要確定選用什么類(lèi)型的族樣本文件。Revit為了簡(jiǎn)化族創(chuàng)建的操作，提供了很多創(chuàng)建族的樣本文件。不同樣本文件適用于不同類(lèi)型的族的創(chuàng)建，對(duì)于箱梁這類(lèi)梁結(jié)構(gòu)，可選用“公制結(jié)構(gòu)框架-梁和支撐”樣板文件。在該樣本文件下，主要需要定義箱梁的截面，并對(duì)截面的尺寸進(jìn)行參數(shù)化，最后再進(jìn)行拉伸。

    單箱梁模型

    族樣本文件的選用

    1.建立截面

    在打開(kāi)“公制結(jié)構(gòu)框架-梁和支撐”樣板文件后，會(huì)出現(xiàn)下圖所示界面。其中黑色的粗線(xiàn)代表模型線(xiàn)，也就是模型截面拉伸的路徑線(xiàn)，模型線(xiàn)的端頭和末尾就是在放置模型時(shí)所需要定義的起點(diǎn)和終點(diǎn)。矩形的灰色框?yàn)榫匦瘟旱捻斆?。墨綠色的虛線(xiàn)代表參照平面，參照平面有兩個(gè)作用，一是提供一個(gè)二維操作的平面，二是給物體的約束提供參照。最后就是尺寸標(biāo)注，這里“長(zhǎng)度=3000”代表已經(jīng)將最外側(cè)兩個(gè)參照面之間的水平距離進(jìn)行參數(shù)化了，參數(shù)名為“長(zhǎng)度”，設(shè)置值為3000；另外我們還需注意到還有兩個(gè)“EQ”的尺寸標(biāo)注，這里EQ代表兩個(gè)標(biāo)注的距離是相等的，而不是指情商。此處的“EQ”充當(dāng)了約束的角色，也就是說(shuō)最外側(cè)兩個(gè)參照平面相對(duì)于最中間的參照平面要保持對(duì)稱(chēng)。在建立族時(shí)，約束的存在是為了能夠?qū)⑽矬w內(nèi)部各個(gè)元素的相對(duì)位置關(guān)系予以確定，從而在參數(shù)確定后，能生成唯一的實(shí)體。

    樣本文件打開(kāi)界面

    在這里，我們可以刪除長(zhǎng)方體以及中間四個(gè)參照平面，因?yàn)槲覀冎恍枰Ｐ推瘘c(diǎn)和終點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)平面，將模型線(xiàn)端頭和末尾拖拽至與兩側(cè)參照平面平齊，這樣生成的模型的長(zhǎng)度與族參數(shù)“長(zhǎng)度”的數(shù)值就會(huì)保持相同。族參數(shù)“長(zhǎng)度”的值可通過(guò)雙擊相應(yīng)的尺寸標(biāo)注或者在菜單欄“族類(lèi)型”中進(jìn)行修改?？梢园l(fā)現(xiàn)，當(dāng)族參數(shù)“長(zhǎng)度”的值發(fā)生變化時(shí)，模型線(xiàn)的長(zhǎng)度也會(huì)相應(yīng)變化。

    族參數(shù)值修改前

    在建立箱梁截面前，首先需要設(shè)置參照平面，即設(shè)置進(jìn)行繪制截面的二維平面。選擇菜單欄“創(chuàng)建”——“設(shè)置”——“選擇一個(gè)平面”，選中最左側(cè)的參照平面，選擇“立面左”即切換至模型線(xiàn)起點(diǎn)位置的垂直平面

    在建立箱梁截面時(shí)，為了方便后面的參數(shù)化，建議按由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由整體到局部的方式繪制截面。在完成基礎(chǔ)部分時(shí)，添加相應(yīng)的約束，并設(shè)置參數(shù)，當(dāng)修改參數(shù)能實(shí)現(xiàn)截面正確變換時(shí)，再繪制細(xì)節(jié)的截面部分。這樣的好處是可以及時(shí)排查錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)多余的約束，從而節(jié)省整個(gè)建模時(shí)間。本次要建立的箱梁截面如下，包括頂板、底板、腹板、挑臂和倒角部分。按照整體到局部的繪制方式，應(yīng)先建立外部輪廓，再建立內(nèi)部箱室輪廓。

    箱梁截面

    這里教大家一個(gè)技巧，首先在CAD圖中繪制號(hào)一個(gè)箱梁截面，然后在Revit中選擇“插入”——“導(dǎo)入CAD”，即可將CAD圖形導(dǎo)入到Revit當(dāng)前的操作平面當(dāng)中。這里需要注意的是，在默認(rèn)情況下，被導(dǎo)入的CAD圖形的原點(diǎn)與當(dāng)前操作平面的原點(diǎn)重合，建議在繪制CAD圖形時(shí)，將原點(diǎn)設(shè)置在正確的地方，在這里我將其原點(diǎn)設(shè)置在頂板中心，導(dǎo)入后的界面如下圖所示。

    導(dǎo)入CAD截面

    將CAD圖形導(dǎo)入后，選擇“創(chuàng)建”——“拉伸”，在右側(cè)繪制菜單欄中選擇“拾取線(xiàn)”，將外輪廓全部選擇，點(diǎn)擊“完成編輯”，則會(huì)生成一個(gè)具有箱梁外輪廓的實(shí)體模型。這里可以將導(dǎo)入的CAD圖形關(guān)掉，即選中CAD圖形，點(diǎn)擊左下角像眼鏡的圖標(biāo)，隱藏圖元即可，隱藏后界面如下圖所示。

    箱梁輪廓實(shí)體

    2.創(chuàng)建約束

    接下來(lái)需要對(duì)這個(gè)實(shí)體進(jìn)行約束，首先，我們想要讓它關(guān)于中心線(xiàn)保持對(duì)稱(chēng)。雙擊模型進(jìn)入編輯模式，選擇對(duì)齊標(biāo)注，對(duì)頂板兩側(cè)和中心線(xiàn)位置的參照平面之間距離進(jìn)行連續(xù)標(biāo)注，標(biāo)注后會(huì)出現(xiàn)“EQ”的字樣，點(diǎn)擊一下即完成了頂板的對(duì)稱(chēng)約束，即相對(duì)于中間的參照平面保持對(duì)稱(chēng)，如下圖所示。完成約束后，點(diǎn)擊退出編輯，當(dāng)你拖動(dòng)頂板左右邊線(xiàn)時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)另一邊也會(huì)相應(yīng)對(duì)稱(chēng)移動(dòng)。同樣你可以繼續(xù)對(duì)底板進(jìn)行對(duì)稱(chēng)約束，不過(guò)這里要標(biāo)注的是底板角點(diǎn)到中心線(xiàn)的距離。

    創(chuàng)建對(duì)稱(chēng)約束

    另外，需要將箱梁的頂面與參考標(biāo)高對(duì)應(yīng)的平面進(jìn)行對(duì)齊，這時(shí)需要用到對(duì)齊功能，輸入“AL”命令，先選擇參照標(biāo)高對(duì)應(yīng)的虛線(xiàn)，再選擇箱梁頂面線(xiàn)，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)鎖的圖標(biāo)，且顯示鎖是打開(kāi)狀態(tài)，點(diǎn)擊一下鎖的圖標(biāo)，則完成對(duì)齊約束。完成約束后再將模型往下拖動(dòng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，并警告不滿(mǎn)足約束條件，也就是說(shuō)此時(shí)頂面只能在參考標(biāo)高所在的水平面內(nèi)移動(dòng)。完成最基本的約束后，即可開(kāi)始添加族參數(shù)，實(shí)現(xiàn)截面尺寸的參數(shù)化。

    創(chuàng)建對(duì)齊約束

    3.族參數(shù)的建立

    對(duì)于箱梁截面，最基本的尺寸參數(shù)有頂板寬、底板寬、頂板厚、底板厚、腹板厚等。由于最開(kāi)始建立的是外部輪廓，因此先建立外部輪廓的尺寸參數(shù)。Revit建立族參數(shù)的主要步驟就是先將物體的特征尺寸進(jìn)行標(biāo)注，然后將標(biāo)注添加到族參數(shù)中，以一個(gè)從參數(shù)名來(lái)定義它的特征尺寸。雙擊實(shí)體進(jìn)入編輯模式，這里可以先標(biāo)注箱梁最外側(cè)邊線(xiàn)之間的距離，然后將標(biāo)注選中，這是菜單欄會(huì)出現(xiàn)如下窗口。其中標(biāo)簽中放置的就是已經(jīng)定義好的族參數(shù)，選擇右側(cè)的紅圈中的圖標(biāo)，則會(huì)出現(xiàn)“參數(shù)屬性”對(duì)話(huà)框，在這里你可以定義族參數(shù)名稱(chēng)，定義好后點(diǎn)擊確定。

    創(chuàng)建族參數(shù)

    標(biāo)注參數(shù)化

    那如何通過(guò)之前定義好的族參數(shù)進(jìn)行頂板寬的變化呢，退出編輯模式，在菜單欄中點(diǎn)擊紅圈中的圖標(biāo)“族類(lèi)型”，即會(huì)出現(xiàn)“族類(lèi)型”的對(duì)話(huà)框。在這個(gè)對(duì)話(huà)框中，可以修改“頂板寬”對(duì)應(yīng)的數(shù)值，修改完點(diǎn)確定，則箱梁的頂板寬會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。另外，參數(shù)也可以事先在“族類(lèi)型”對(duì)話(huà)框中定義好，然后選中標(biāo)注，點(diǎn)擊標(biāo)簽，選擇實(shí)現(xiàn)定義好的參數(shù)也可以將標(biāo)注進(jìn)行參數(shù)化。其余尺寸如底板寬和梁高等也可以采用類(lèi)似的方法進(jìn)行參數(shù)化。這里要注意的是，對(duì)齊標(biāo)注可以標(biāo)注線(xiàn)與線(xiàn)、點(diǎn)與線(xiàn)和點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，如標(biāo)注頂板的寬度可以標(biāo)注箱梁最外側(cè)邊線(xiàn)之間的距離，而底板寬則標(biāo)注兩個(gè)底角點(diǎn)的距離。當(dāng)表達(dá)截面的特征尺寸時(shí)，一定要將特征點(diǎn)或者特征線(xiàn)之間的位置關(guān)系理清楚再進(jìn)行標(biāo)注參數(shù)化。

    參數(shù)數(shù)值修改

    這里我主要對(duì)頂板寬、底板寬、梁高、挑臂端部厚度和挑臂根部厚度進(jìn)行了參數(shù)化，即可完整表達(dá)箱梁外輪廓的信息。在族類(lèi)型窗口中，可自由修改對(duì)應(yīng)族參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)外輪廓的變化。

    箱梁外輪廓尺寸參數(shù)化

    外輪廓族參數(shù)

    下面開(kāi)始建立箱室的輪廓，雙擊模型進(jìn)入編輯模式，采用“偏移”功能，即輸入“O”命令，建立箱室內(nèi)輪廓邊線(xiàn)，再采用“修剪”功能，即輸入“TR”命令，將內(nèi)輪廓多余的邊線(xiàn)進(jìn)行修剪形成一個(gè)閉合的整體，如下圖所示。

    添加箱室內(nèi)邊線(xiàn)

    箱梁完全參數(shù)化

    建立完成后，對(duì)頂板厚、底板厚和腹板厚進(jìn)行尺寸標(biāo)注，并采用相同的步驟進(jìn)行參數(shù)化，則單箱梁的參數(shù)化設(shè)計(jì)基本完成。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，為防止腹板與頂?shù)装褰稽c(diǎn)處應(yīng)力集中，還會(huì)進(jìn)行倒角處理。對(duì)于倒角部分，則在原箱梁模型的基礎(chǔ)上添加四個(gè)三棱柱即可，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”——“拉伸”，建立四個(gè)三角形截面，如下圖所示。

    添加倒角部分

    將每個(gè)三角形與腹板、頂?shù)装鍍?nèi)邊線(xiàn)貼合的兩個(gè)邊對(duì)齊到對(duì)應(yīng)的箱室內(nèi)邊線(xiàn)，再對(duì)三角形的兩個(gè)邊進(jìn)行尺寸標(biāo)注和參數(shù)化，則完成倒角部分的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

    倒角參數(shù)化

    最后雙擊參考標(biāo)高樓層平面進(jìn)入到參考標(biāo)高平面內(nèi)，將箱梁和倒角模型端頭與末尾對(duì)應(yīng)的平面對(duì)齊到外側(cè)兩個(gè)參照平面當(dāng)中，如下圖所示，這樣就可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度的變化。然后點(diǎn)擊“修改”——“連接”——“連接幾何圖形”，將箱梁和倒角部分進(jìn)行連接，進(jìn)入三維視圖，即可得到箱梁的完整模型。

    梁端對(duì)齊

    箱梁三維視圖

    4.導(dǎo)入項(xiàng)目

    在完成單箱梁族的建立后，導(dǎo)入到項(xiàng)目中，通過(guò)定義起點(diǎn)和終點(diǎn)以及連線(xiàn)的方式，即可完成箱梁模型的放置，如下圖所示。完成放置后，選中模型，點(diǎn)擊窗口左側(cè)屬性欄的編輯類(lèi)型，修改其中的尺寸參數(shù)，即可自動(dòng)完成整段梁截面尺寸的修改。

    單箱梁模型

    單箱梁類(lèi)型參數(shù)修改

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