高 升 鄧小云

(中國建筑科學(xué)研究院建筑設(shè)計(jì)院，北京 100013)

錨桿式擋土墻的Revit族創(chuàng)建與應(yīng)用

高 升 鄧小云

(中國建筑科學(xué)研究院建筑設(shè)計(jì)院，北京 100013)

三維BIM技術(shù)發(fā)展迅速，并且已經(jīng)越來越多的應(yīng)用到工程實(shí)踐中，尤其是在一些地形或建筑、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的項(xiàng)目中，三維模型更能體現(xiàn)其優(yōu)勢。本文介紹在某地形復(fù)雜的項(xiàng)目中，利用Revit軟件，實(shí)現(xiàn)錨桿式擋土墻族的制作與工程應(yīng)用。

BIM；Revit；族；錨桿式擋土墻

1 工程概況

某大型山地項(xiàng)目，地面標(biāo)高復(fù)雜，采用較多錨桿式擋土墻，在設(shè)計(jì)平面施工圖完成后，發(fā)現(xiàn)擋墻間的關(guān)系復(fù)雜，表達(dá)不夠清楚，難以指導(dǎo)施工，最終決定采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模以真實(shí)地反應(yīng)場地及擋土墻狀況。

首先對原始的二維施工圖應(yīng)有所了解，見圖1～圖4。

圖1 擋土墻平面局部放大圖

圖2 擋土墻展開立面圖

圖3 擋土墻剖面圖

圖4 擋土墻頂部詳圖

通過圖1-4我們發(fā)現(xiàn)，二維施工圖時(shí)代，繪圖人在平面上以直線表達(dá)定位，然后通過詳圖大樣及立面展開圖進(jìn)行表達(dá)擋土墻的做法。使用者操作相對簡單。缺點(diǎn)是不能表達(dá)每一處的剖面節(jié)點(diǎn)，對一些相互關(guān)系不能表達(dá)很準(zhǔn)確清楚。克服這些缺點(diǎn)的最好方法就是進(jìn)行三維繪圖表達(dá)。但在三維繪圖時(shí)，我們首先要做到的卻是要能夠“簡便操作”。只有這樣才能使使用者在不浪費(fèi)更多時(shí)間、精力的情況下獲得最完美的作品，從而切實(shí)體會(huì)到三維繪圖的優(yōu)點(diǎn)。

2 錨桿式擋土墻族的制作

目前在Revit軟件及市場各類插件中都還沒有錨桿式擋土墻的族，所以我們只能自行制作。

(1)選擇族樣板文件

對于做任何族選擇最合理的族樣板顯得尤為關(guān)鍵。這直接決定了該族的使用方式。本工程擋土墻族我們選用“基于線的常規(guī)模型”族樣板文件進(jìn)行制作。目的是使使用者以熟悉直線表達(dá)方式進(jìn)行操作。

(2)確定使用插入點(diǎn)

以擋土墻擋板與下地面線的交點(diǎn)作為使用插入點(diǎn)。即所繪直線即為坡底地坪的外輪廓。該線即為圖2中的下地面線。

(3)繪制擋板常規(guī)模型

使用【融合】命令創(chuàng)建擋墻實(shí)體。

【編輯頂部】：首先進(jìn)行首點(diǎn)處的截面繪制，對截面進(jìn)行參數(shù)化。使用者將通過輸入首點(diǎn)的上下標(biāo)高自動(dòng)確定擋墻高度，并可輸入擋板厚度、傾斜角度、基礎(chǔ)尺寸、埋深、壓頂梁尺寸、截水溝尺寸等。見圖5。

【編輯底部】：然后進(jìn)行末點(diǎn)處的截面繪制，末點(diǎn)處的基本形狀與首點(diǎn)處一致，但末點(diǎn)上、下標(biāo)高應(yīng)允許任意調(diào)整。末點(diǎn)繪制的難點(diǎn)即在于對插入點(diǎn)及坡頂點(diǎn)的平面定位。見圖6。

圖5 首點(diǎn)擋板截面

圖6 末點(diǎn)擋板截面

圖7 加肋柱的前立面圖

(4)肋柱

肋柱采用陣列的方式實(shí)現(xiàn)。但由于擋土墻高度是在變化的，即無法保證肋柱有統(tǒng)一的高度，簡單利用Revit陣列命令無法實(shí)現(xiàn)。于是我們采取了把肋柱分為上下兩段，分別沿上下地平線進(jìn)行陣列，以達(dá)到所需效果。(但缺點(diǎn)是上下兩段柱會(huì)有部分重合，造成算量有誤差，目前此問題還未解決)

上下柱分別采用“公制常規(guī)模型”建立單獨(dú)的族，再以嵌入族的方式使用。

肋柱布置時(shí)的插入點(diǎn)定位也是關(guān)鍵。肋柱使用時(shí)應(yīng)允許輸入肋柱左邊距，即首個(gè)肋柱距墻邊的距離，同時(shí)通過輸入肋柱間距，自動(dòng)布置肋柱。前立面示意見圖7。

肋柱個(gè)數(shù)即陣列數(shù) n=rounddown((長度 - 肋柱左邊距) / 肋柱間距) + 1；

肋柱總間距Xn=肋柱間距 * (n- 1)；

首肋柱下定位Y1=肋柱左邊距 * (YY-Y) / 長度 +Y；

首肋柱上定位Y11=H+ tan(角) * 肋柱左邊距 +Y；

末肋柱下定位Yn= (肋柱左邊距 +Xn) * (YY-Y) / 長度 +Y” ；

末肋柱上定位Ynn=H+ tan(角) * (肋柱左邊距 +Xn) +Y；

其中角=atan((末點(diǎn)上標(biāo)高 - 首點(diǎn)上標(biāo)高) * 1000mm/ 長度)。

(5)連接端處理

通過以下處理，一道擋土墻已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。但實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)兩段直線形成夾角時(shí)，相鄰的實(shí)體無法連接成一個(gè)整體，如出現(xiàn)較大重疊或空隙。如圖8、9。

這就需要在連接時(shí)形成凹角時(shí)補(bǔ)出一部分墻，形成凸角時(shí)剪切一部分墻體。以達(dá)到良好的連接效果。

圖8 兩墻凹角相交時(shí)

圖9 兩墻凸角相交時(shí)

圖10 連接處理后的前立面圖

圖11 天花板平面

圖10即為經(jīng)過連接處理后的前立面圖，左側(cè)用于凹角相連的情況，右側(cè)用于凸角的連接情況。突出或凹進(jìn)的部分采用【拉伸】、【融合】及【空心拉伸】創(chuàng)建。與此同時(shí)關(guān)鍵都在于確定伸出或縮進(jìn)的距離。通過一定的數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo)，得出以下參數(shù)算式：

首伸出= (H/tan(a) + 墻厚 /sin(a)) /tan(首角 / 2) ；

末縮進(jìn)= (H1_2 /tan(a)) /tan(末角 / 2) ；

首溝伸出=(H /tan(a) + 墻頂梁寬 - t + 截水溝寬 + 溝壁厚) /tan(首角 / 2)；

末溝縮進(jìn)= (H1_2 /tan(a) + 墻厚 /sin(a) + 截水溝寬) /tan(末角 / 2)；

其中a為擋土墻傾斜角度，本工程默認(rèn)為80° ；

t=墻頂梁寬 - 墻厚 /sin(a)。

經(jīng)此處理后，擋土墻間的連接基本滿足要求。

(6)平面表示處理

此時(shí)擋土墻的三維表達(dá)已經(jīng)清楚，但平面表達(dá)卻顯得很亂。首先選中所有實(shí)體在【可見性設(shè)置】中設(shè)置為僅【精細(xì)】可見。然后在“天花板平面”中找到下地面線及上地面線的實(shí)體線位置用粗線繪制并與之鎖定。同時(shí)，我們在中間增加了擋土墻編號，在直線兩端增加首末點(diǎn)的上下標(biāo)高，所有值均實(shí)現(xiàn)參數(shù)聯(lián)動(dòng)，以便使用者應(yīng)用及修改，見圖11。

(7)可見性選項(xiàng)

最后我們增加了“帶肋柱”“截水溝可見”“左、右標(biāo)高可見”等一系列是否選項(xiàng)，并對相應(yīng)實(shí)體進(jìn)行了可見性關(guān)聯(lián)。以滿足用戶的不同需求。

(8)族的種類

前文提到由于使用時(shí)直線間有凹角和凸角兩種情況會(huì)出現(xiàn)，前文圖例為左凹右凸的情況，且目前無法在同一族中實(shí)現(xiàn)凹凸轉(zhuǎn)換，所以我們制作了四個(gè)族——即“凹凹”“凹凸”“凸凹”“凸凸”以滿足所有連接情況。

圖12 【屬性】對話框

圖13 【類型屬性】對話框

3 族的應(yīng)用

圖12及圖13即為該族的【屬性】及【類型屬性】對話框，用戶輸入相應(yīng)值，再在平面圖中繪制直線即可。圖14為繪制的平面圖，圖15為三維圖的工程應(yīng)用實(shí)例，圖16為三維圖的局部放大。

圖14 擋土墻平面圖

圖15 擋土墻三維圖

圖16 擋土墻局部三維圖

4 總結(jié)

通過自建的擋土墻族，使用者只需在平面上繪制直線，修改標(biāo)高文字，即可完成所有三維繪制工作。此種操作甚至比二維CAD繪制的還要快、準(zhǔn)、好。所以我們得出結(jié)論：只要我們的BIM軟件能夠做到簡便操作，三維繪圖時(shí)代將很快到來。

[1]Autodesk Asia Pte Ltd. Autodesk Revit 2012族，同濟(jì)大學(xué)出版社，2012

[2]廖小烽，王君峰. Revit2013/2014建筑設(shè)計(jì)火星課堂，人民郵電出版社，2013

[3]柏慕培訓(xùn). Autodesk 官方標(biāo)準(zhǔn)教程(AOTC),Autodesk Revit Architecture高級應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2008

Creation and Application Revit Family for Anchored Retaining Wall

Gao Sheng, Deng Xiaoyun

(ArchitecturalDesignInstitute，ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China)

3D BIM technology has developed rapidly, and it has been more and more applied to the engineering practice, especially in some projects with complex terrain construction or structure form, and three-dimensional model can better reflect its advantage.In this article,a project of complex terrain is studied, which uses Revit software to realize the anchored retaining wall production and engineering application.

BIM; Revit; Family; Anchored Retaining Wall

高升(1976-)，男，國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師。主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

TU17：TU476+·4

A

1674-7461(2015)01-0090-05