尹丹

摘 要：在商業(yè)綜合體、民用建筑的綜合管線施工過程中，從紙制圖紙的會(huì)審到電子版二維圖紙的疊圖與會(huì)審，再到整個(gè)施工中的設(shè)計(jì)變更，目前已經(jīng)變成使用三維的REVIT建模，由施工技術(shù)人員通過三維方式來復(fù)核綜合管線的布局和位置變更，在較短的時(shí)間內(nèi)找出管道、通風(fēng)和電氣布局中不合理的地方，然后通過模型、信息等形式把不合理之處反饋出來，并及時(shí)加以更正，再采用流體分析、應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)有限元分析等方式計(jì)算分析變更布局后的合理性，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息與業(yè)主方、設(shè)計(jì)方溝通，使施工單位能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)綜合管線的變更和應(yīng)用，并現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、出圖、加工必須的結(jié)構(gòu)件。主要對(duì)REVIT、CAESER II、AFT Fathom和SOLID WORKS在綜合管線施工中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：綜合管線；現(xiàn)場(chǎng)施工；三維建模；施工圖紙

中圖分類號(hào)：U291 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.019

1 三維建模

設(shè)計(jì)院給出的施工圖紙是二維圖紙，加上綜合機(jī)電各專業(yè)又是分開出圖，圖紙會(huì)審成為了一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的工作，并且所需的專業(yè)人員較多，發(fā)現(xiàn)問題與信息反饋都比較慢；人員是用平面思維來審圖，出現(xiàn)錯(cuò)審和漏審的地方比較多?，F(xiàn)在的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)由平面轉(zhuǎn)向了三維的立體模型，需要會(huì)審人員具有一定的現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，并會(huì)使用REVIT軟件建模，這樣才能在建模時(shí)發(fā)現(xiàn)綜合管線中各種專業(yè)問題。在搭建模型時(shí)，通常會(huì)采用兩種方式：①按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)，將圖紙導(dǎo)入REVIT中作為底圖，在此基礎(chǔ)上手動(dòng)建立模型。這一方法的好處是在建模的過程中，各專業(yè)人員都能清楚地了解到每一區(qū)域綜合管線的布局，缺點(diǎn)是耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。②利用REVIT插件快速翻模。這一方法的好處是能很快地完成大面積、布局相同、基本無變化的建模工作；缺點(diǎn)是翻模人員在翻完模型后，還要核對(duì)二次模型和設(shè)計(jì)圖紙，并且翻模后的模型有缺陷，還需要再次修補(bǔ)建模。

為了使綜合管線表述更為準(zhǔn)確，管道、通風(fēng)和電氣各專業(yè)的建模均將單一族、嵌套族作為單個(gè)模型的建模方式。這些族都是單一的個(gè)體，是可變的參數(shù)化族，且族的各主要參數(shù)都取自于實(shí)際的設(shè)備尺寸，能夠真實(shí)地在REVIT中反映出綜合管線布局的各種信息。相關(guān)人員要對(duì)這些族進(jìn)行統(tǒng)一管理，以便整個(gè)項(xiàng)目中的使用。

2 實(shí)際建筑信息反饋與綜合管線調(diào)整

綜合管線的調(diào)整分成兩個(gè)部分：①根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙搭建出三維模型后，在設(shè)計(jì)圖的基礎(chǔ)上調(diào)整綜合管線的布局。此時(shí)的調(diào)整信息主要用于在不改變?cè)O(shè)計(jì)的情況下對(duì)三維模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)是能及時(shí)反映出設(shè)計(jì)中未考慮到的一些會(huì)造成綜合管線布局無法滿足實(shí)際需求的因素，從而及時(shí)調(diào)整變更。②測(cè)量與綜合管線布局有關(guān)的建筑部分（例如建筑的梁、柱、墻、樓板等）的實(shí)際尺寸。測(cè)量時(shí)，可使用精度較高的機(jī)器人全站儀、掃描儀等，將這些數(shù)據(jù)信息精確記錄下來，再將這些信息與REVIT三維模型相關(guān)聯(lián)，得到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際建筑的REVIT三維模型，然后調(diào)整按照設(shè)計(jì)圖紙建立的綜合管線REVIT三維模型的布局，得到與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際吻合的建筑和綜合管線的模型。

3 AFT Fathom分析

在REVIT里修改了綜合管線布局后，在沒有更改設(shè)計(jì)意圖

和參數(shù)的情況下，如果在設(shè)計(jì)上管道與梁沒有發(fā)生碰撞，而經(jīng)過實(shí)際建筑測(cè)量，并對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)實(shí)際梁與設(shè)計(jì)的管道已經(jīng)發(fā)生了碰撞，這時(shí)要作避讓處理，改變管道布局，使管道沿梁下方翻過。這樣的布局會(huì)使管道產(chǎn)生翻彎，彎頭的介入使水流阻力發(fā)生了變化，同時(shí)也會(huì)改變水泵的揚(yáng)程等參數(shù)，此時(shí)就要對(duì)這一發(fā)生布局變化的管段進(jìn)行分析。

在AFT Fathom軟件中，依據(jù)調(diào)整后的管道線路重新在AFT Fathom里制作調(diào)整后的管道系統(tǒng)，然后按照設(shè)計(jì)參數(shù)將各中間連接件參數(shù)、設(shè)計(jì)的管道流量、水泵揚(yáng)程等信息錄入到相應(yīng)的AFT Fathom參數(shù)項(xiàng)目中。確認(rèn)相應(yīng)的參數(shù)正確后，開始計(jì)算分析。經(jīng)過多次的調(diào)整和分析，得出最優(yōu)的管道流量、水泵揚(yáng)程和中間連接件參數(shù)等數(shù)據(jù)，再將這些信息反饋到REVIT模型中，得到最優(yōu)的布局方案。管道系統(tǒng)如圖1所示，各中間連接件參數(shù)如圖2所示，計(jì)算分析結(jié)果如圖3所示。

4 CAESER II分析

支吊架的布局在綜合管線中十分重要，不僅會(huì)影響工期，還會(huì)影響工程的成本和材料選擇。支吊架要在優(yōu)化管道布局、流量和揚(yáng)程等后采用CAESER II來布置，首先要在REVIT里選擇要進(jìn)行支吊架布置的管段，然后在CAESER II軟件里建立要進(jìn)行支吊架布局分析的管道系統(tǒng)，在管道相應(yīng)的部位設(shè)置支吊架點(diǎn)，并給予相應(yīng)的應(yīng)力點(diǎn)參數(shù)和應(yīng)力分布，通過不斷的調(diào)整與分析，得出最優(yōu)的支吊架布置方案和應(yīng)力報(bào)告，最后將此結(jié)果運(yùn)用到SOLID WORKS、REVIT中，完成優(yōu)化后的支吊架布局。需要進(jìn)行支架吊分析的管道系統(tǒng)如圖4所示，支吊架點(diǎn)分布與應(yīng)力分布如圖5所示，支吊架分布與應(yīng)力分析結(jié)果如圖6所示。

5 SOLID WORKS的應(yīng)用

選擇支吊架時(shí)，可以選用成品支吊架，但某些特殊的支吊架需要進(jìn)行自行設(shè)計(jì)加工。這時(shí)可依據(jù)CAESER II的分析結(jié)果、REVIT中綜合管道的布局，結(jié)合國(guó)家支吊架的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、圖集，自行設(shè)計(jì)和加工支吊架。SOLID WORKS是制造行業(yè)的專業(yè)軟件，相關(guān)人員可以利用這一軟件通過材料選擇、設(shè)計(jì)、有限元分析、加工圖、技術(shù)圖解等加工完成完整的支吊架，保證支吊架滿足力學(xué)性能要求和管道布局要求，保證支吊架的安全性，使施工單位能夠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)、加工，滿足不同場(chǎng)合的需求，為施工單位在支吊架的設(shè)計(jì)、分析和應(yīng)用上節(jié)省費(fèi)用和時(shí)間。

6 結(jié)束語

AFT Fathom優(yōu)化了REVIT綜合管道模型布局的管道阻力、流量和水泵揚(yáng)程等參數(shù)；CAESER II優(yōu)化了REVIT綜合管道模型的應(yīng)力點(diǎn)、支吊架分布點(diǎn)等；SOLID WORKS作為支吊架選型的補(bǔ)充，為施工單位從設(shè)計(jì)到自行加工支吊架帶來便利。隨著BIM技術(shù)和現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸深入到各行各業(yè)，建筑工程施工也將利用各種先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)解決很多難題。通過REVIT、CAESER II、AFT Fathom和SOLID WORKS在綜合管線中的應(yīng)用可以看出，不同軟件的結(jié)合使用可以解決施工單位在綜合管道施工中的優(yōu)化、復(fù)核、分析等難題，對(duì)不同軟件間的協(xié)同應(yīng)用有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]賈寶賢，趙萬生.Solid Works在工業(yè)造型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2013（8）78-79.

[2]盧海星，胡仁喜.Solid Works 2014有限元、虛擬樣機(jī)與流場(chǎng)分析從入門到精通[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

〔編輯：王霞〕