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        基于Revit創(chuàng)建橋梁空心薄壁墩構(gòu)件的探索

        2019-01-10 01:57:32吳方會
        四川水泥 2018年12期
        關(guān)鍵詞:嵌套薄壁空心

        吳方會 但 晨

        (四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計研究院, 四川 成都 610000)

        0 引言

        Autodesk Revit軟件是由美國Autodesk公司推出的,為建筑信息模型(Building Information Modeling)專門設(shè)計的系列軟件之一,具有參數(shù)化設(shè)計、系統(tǒng)分析計算、“一處修改、處處更新”、三維模擬檢查碰撞及協(xié)同工作等特點(diǎn),可提高設(shè)計準(zhǔn)確性,提升設(shè)計效率,降低設(shè)計成本。族作為組成項(xiàng)目的構(gòu)件,其本身承載的信息,直接用于后續(xù)的分析、計算和管理使用[1]。在過去一段時間里,Revit軟件主要用于房建和機(jī)械制造領(lǐng)域,但隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和交通量的日益增加,對橋梁設(shè)計及施工的要求也越來越高[2]。

        四川地區(qū)受地形條件限制,跨越河流、峽谷的橋梁較多,墩高經(jīng)常達(dá)到30~60米,甚至更高,空心薄壁墩成為最常選用的墩型??招谋”诙湛梢砸暂^少的材料獲得較大的截面抵抗矩,結(jié)構(gòu)整體性好,尤其適用于對抗震設(shè)防有較高要求的山區(qū)。參數(shù)化空心薄壁墩構(gòu)件族的質(zhì)量,直接影響到后期的橋梁模型創(chuàng)建效率。空心薄壁墩結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,需要控制節(jié)段個數(shù)、節(jié)段高度及截面尺寸,且空心箱室多處存在倒角等。本文依托四川省內(nèi)多條高速公路施工圖項(xiàng)目的空心薄壁墩設(shè)計方案 ,探索空心薄壁墩構(gòu)件族的創(chuàng)建過程及關(guān)鍵技巧,以期為橋梁其他構(gòu)件的創(chuàng)建提供一定的參考。

        1 基于Revit創(chuàng)建構(gòu)件族的思路

        Revit支持族的多次嵌套,將嵌套族的參數(shù)鏈接到主體族參數(shù),可實(shí)現(xiàn)主體族參數(shù)對嵌套族幾何圖形的驅(qū)動。對于幾何形狀復(fù)雜的構(gòu)件族,可采用嵌套族的方法,先對構(gòu)件進(jìn)行分解,創(chuàng)建多個嵌套族,然后插入主體族進(jìn)行組合,形成最終構(gòu)件族。以下對具體思路進(jìn)行介紹。

        1.1 將構(gòu)件劃分為零件/組件

        根據(jù)對構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式的分析,歸納出需要實(shí)現(xiàn)的功能,結(jié)合建模實(shí)現(xiàn)方式劃分零件/組件。劃分出的零件/組件作為嵌套子族,后期組合為構(gòu)件主體族。

        1.2 零件族的創(chuàng)建

        一個Revit零件族創(chuàng)建的基本步驟可以分為以下7步:

        (1)選擇族樣板

        選擇橋梁構(gòu)件常用的族樣板:“公制輪廓.rft”、“公制常規(guī)模型.rft”、“公制結(jié)構(gòu)框架 - 梁和支撐”。

        (2)確定創(chuàng)建三維形狀的方式

        包括拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣、放樣融合、空心形狀。

        (3)族原點(diǎn)/插入點(diǎn)的定義

        在建模的開始,就應(yīng)定義好一點(diǎn)作為建模出發(fā)點(diǎn),以建得高質(zhì)量的族。

        (4)布局參照平面,設(shè)置基本參數(shù),添加尺寸標(biāo)注并參數(shù)關(guān)聯(lián)

        參數(shù)化對于族十分重要,正是有了參數(shù)來傳遞信息,族才有了強(qiáng)大的生命力。

        (5)族三維形狀繪制,并約束到參照平面

        由參數(shù)驅(qū)動參照平面,進(jìn)而驅(qū)動三維形狀的改變。

        (6)族測試

        調(diào)整參數(shù)值,判斷族行為。

        (7)添加族類型

        一個族可以有多個類型,每個類型可以有不同的參數(shù),并且可以分別調(diào)用。

        1.3 族嵌套形成主體構(gòu)件族

        族嵌套時需要注意以下三點(diǎn):(1)主體族中嵌套族的定位

        嵌套族宜對齊并鎖在參照平面上,通過在參照平面上標(biāo)注尺寸來驅(qū)動嵌套族位置的變化。嵌套族中將一個參照面設(shè)置為強(qiáng)參照,在嵌套族中可優(yōu)先選中它并對齊鎖定。

        (2)主體族與嵌套族參數(shù)信息的關(guān)聯(lián)

        嵌套族的類型參數(shù)和實(shí)例參數(shù)分別與主體族對應(yīng)的參數(shù)關(guān)聯(lián)。

        (3)嵌套族間的布爾運(yùn)算

        一般來說,嵌套族之間不進(jìn)行布爾運(yùn)算。實(shí)體的子族之間的連接,依靠的是每個嵌套族在主體族里精確的定位,實(shí)現(xiàn)視覺上的連接。

        2 空心薄壁墩構(gòu)件族的創(chuàng)建

        空心薄壁墩順橋向一般要設(shè)置1:80的坡度,截面形式一般為矩形箱形截面,每隔15~20m設(shè)置一道橫隔板。橋墩施工至橫隔板位置時,需要拆除內(nèi)膜、重新拼裝模板并澆筑完橫隔板,然后繼續(xù)向上施工。最常見的空心薄壁墩型式如下:

        圖1 常見空心薄壁墩構(gòu)件形式

        圖2 矩形箱形截面

        2.1 空心薄壁墩構(gòu)件零件/組件劃分

        依照橫隔板位置,劃分節(jié)段,每個節(jié)段作為一個零件??招谋”诙找话憬覶 形蓋梁,空心薄壁墩要向上延伸,包裹住蓋梁腹板范圍?;谶@個考慮,空心薄壁墩節(jié)段做兩種節(jié)段族,空心薄壁墩頂部節(jié)段和通用節(jié)段。

        根據(jù)上文結(jié)構(gòu)分析,歸納出需實(shí)現(xiàn)的功能:墩頂截面尺寸、各節(jié)段高度尺寸等主要尺寸參數(shù)的控制;實(shí)現(xiàn)節(jié)段數(shù)的控制。

        零件及組件的劃分如下表。

        表1 空心薄壁墩零件/組件示意圖

        下面介紹通用節(jié)段、頂部節(jié)段零件族的創(chuàng)建以及單墩組件嵌套的要點(diǎn)。

        2.2 通用節(jié)段、頂部節(jié)段零件族的創(chuàng)建

        首先確認(rèn)選用“公制常規(guī)模型.rft”族樣板。通用節(jié)段的幾何形體可以由4個部分組成,均可采用放樣融合方式創(chuàng)建,如圖3。原點(diǎn)定義在節(jié)段頂截面的幾何中心點(diǎn)。

        圖3 通用節(jié)段幾何形體劃分

        以墩身空心為例,建模示意如圖4。放樣融合時可以直接編輯輪廓,也可以預(yù)先創(chuàng)建輪廓族,以使操作界面更加簡潔。

        圖4 墩身空心放樣融合建模示意圖

        通用節(jié)段的主要參數(shù)見表2。

        表2 通用節(jié)段主要參數(shù)表

        單個的空心薄壁墩組件一般包含若干個通用節(jié)段,可以通過新建不同的族類型實(shí)現(xiàn)。

        打開已創(chuàng)建完成的通用節(jié)段零件族,另存為空心薄壁墩頂部節(jié)段。首先在頂部采用融合方式創(chuàng)建蓋梁高度范圍的實(shí)心幾何體,然后用空心放樣融合方式創(chuàng)建蓋梁,兩者剪切,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建目標(biāo)。

        圖5 頂部節(jié)段建模示意圖

        2.3 單墩組件的嵌套

        為了保證組件的通用性,單墩組件族需嵌入1個頂部節(jié)段族和4個通用節(jié)段族。從上到下,稱之為節(jié)段1到節(jié)段5。

        圖6 單墩組件嵌套示意圖(僅示意1-3節(jié)段)

        下面介紹“節(jié)段個數(shù)”參數(shù)對單個通用節(jié)段是否存在的控制要點(diǎn)。

        點(diǎn)擊通用節(jié)段實(shí)例,屬性中有可見性設(shè)置,可見性設(shè)置,僅僅控制了節(jié)段實(shí)例在視圖上的不可見,主體族仍然包含該節(jié)段的體積。故這里未采用可見性設(shè)置的方法,采用if函數(shù)和空心剪切來實(shí)現(xiàn),具體操作如下:

        先在“空心薄壁墩通用節(jié)段.rfa”中創(chuàng)建一個矩形空心拉伸,高度用“空心高度”參數(shù)來控制,然后用此空心拉伸對墩身節(jié)段進(jìn)行剪切操作。

        圖 7 通用節(jié)段空心剪切示意圖

        在主體族中,添加“第2節(jié)段空心高度”至“第5節(jié)段空心高度”4個長度類型參數(shù),分別鏈接到已完成定位的第2~5個節(jié)段中的“空心高度”參數(shù),并添加如下if公式:

        第i節(jié)段空心高度= if(節(jié)段個數(shù) < i, (第i節(jié)段高度+補(bǔ)充高度),補(bǔ)充高度)

        在主體中,當(dāng)需要顯示此節(jié)段時,空心高度賦值為補(bǔ)充高度,不對墩身節(jié)段進(jìn)行剪切;當(dāng)不需要顯示時,賦值(第i節(jié)段高度+補(bǔ)充高度),將墩身全部剪切掉。

        由于Revit不支持長度為0的直線,若此處空心高度賦值為0,會出現(xiàn)長度為0 的邊,導(dǎo)致軟件報錯,故添加“補(bǔ)充高度”參數(shù),其值可取大于0的任意值。

        嵌套族自身的空心剪切和主體族中if函數(shù)的靈活應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)多個嵌套族實(shí)例在主體中的靈活顯示。

        3 結(jié)論與建議

        本文探討了基于Revit建立空心薄壁墩構(gòu)件族的過程和要點(diǎn),將復(fù)雜的橋梁構(gòu)件拆分為零/組件,族嵌套形成主體構(gòu)件族,具有借鑒意義。另外,主體族中if函數(shù)的靈活應(yīng)用,可使構(gòu)件有更多的變化,實(shí)現(xiàn)更多的功能。構(gòu)件族創(chuàng)建完成后,可使用Dynamo從緯地或Civil3D中讀入道路信息,并調(diào)用構(gòu)件庫中的構(gòu)件沿路線進(jìn)行排列、組裝,形成橋梁最終模型。

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