韓 健

（廣州機施建設(shè)集團有限公司， 廣東 廣州 510700）

建筑工業(yè)化是目前建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展趨勢，即將迎來蓬勃的發(fā)展。但裝配式建筑具有設(shè)計及制造精度要求高、節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜、鋼筋碰撞排查困難等特點，因此裝配式構(gòu)件生產(chǎn)必須與和建筑信息模型（簡稱“BIM”） 技術(shù)相結(jié)合，才能滿足其精度要求。

在一個裝配式項目中，涉及的預(yù)制構(gòu)件種類可能包括預(yù)制柱、預(yù)制疊合主次梁、預(yù)制疊合板樓蓋等。由于裝配式項目的構(gòu)件種類及數(shù)量眾多，采用傳統(tǒng)的BIM 建模方法將導(dǎo)致建模周期過長，不利于BIM 技術(shù)的實施應(yīng)用。

為使BIM 技術(shù)更好地指導(dǎo)裝配式構(gòu)件生產(chǎn)，本文以Revit 軟件為平臺，針對裝配式構(gòu)件的鋼筋建模及應(yīng)用進行了以下幾項研究：1） 預(yù)制構(gòu)件參數(shù)化族庫建立；2） 預(yù)制構(gòu)件自動配筋程序二次開發(fā)研究；3） 預(yù)制構(gòu)件鋼筋可視化調(diào)整；4） 鋼筋數(shù)控文件轉(zhuǎn)換系統(tǒng)開發(fā)。

1 預(yù)制構(gòu)件參數(shù)化族庫建立

在某辦公樓項目中，混凝土預(yù)制構(gòu)件數(shù)量達到數(shù)千個，構(gòu)件型號多達數(shù)百種，若針對每個構(gòu)件進行獨立的建模，其工作量十分巨大。我們通過對構(gòu)件及預(yù)埋件的外形尺寸進行分析，將不同種類的構(gòu)件進行分類歸并，建立一套以參數(shù)驅(qū)動的構(gòu)件族庫，以達到快速建模的目的。

1.1 混凝土體量族庫建立

針對項目中所使用到的主要構(gòu)件類型，我們建立了柱、主梁、次梁、疊合板等幾類構(gòu)件的混凝土參數(shù)化體量族。通過輸入構(gòu)件的長、寬、高、開洞尺寸、抗剪鍵數(shù)量等一系列參數(shù)，即可生成不同型號構(gòu)件的混凝土體量?；炷馏w量作為構(gòu)件的主體，主要用于鋼筋、預(yù)埋件模型的附著。

1.2 預(yù)埋件族庫建立

本項目預(yù)制構(gòu)件中使用到各類用途的預(yù)留預(yù)埋件，包括牛擔(dān)板（鋼企口）、吊環(huán)、鋼筋套筒、支撐預(yù)埋件等，在生產(chǎn)過程中這些預(yù)埋件很有可能與構(gòu)件內(nèi)部的鋼筋產(chǎn)生沖突碰撞。為確保構(gòu)件鋼筋校核的準確性，我們根據(jù)實際情況建立各類預(yù)埋件的參數(shù)化族庫，用于構(gòu)件內(nèi)部沖突檢查。

1.3 鋼筋族庫建立

數(shù)字化鋼筋加工是本次研究的出發(fā)點，為使模型中的鋼筋能精確導(dǎo)出數(shù)控加工文件，需要對項目中一些特殊形狀的鋼筋建立專門的鋼筋形狀族庫。通過對鋼筋形狀參數(shù)的定義，使得軟件能導(dǎo)出特殊鋼筋的形狀信息，如鋼筋直徑、保護層厚度、鋼筋加工長度、鋼筋彎折角度等等，作為鋼筋數(shù)控加工的依據(jù)。本項目構(gòu)件中主要使用到的特殊形狀鋼筋包括一筆箍、開口箍、補強鋼筋等。

2 預(yù)制構(gòu)件自動配筋程序二次開發(fā)

由于本項目預(yù)制構(gòu)件數(shù)量、型號較多，鋼筋建模是其中工作量較大的一個環(huán)節(jié)，通過二次開發(fā)的參數(shù)化插件去生成構(gòu)件當(dāng)中有規(guī)律的主要鋼筋，能大大提高鋼筋建模的效率。

預(yù)制構(gòu)件二次開發(fā)所用到的程序設(shè)計語言是C#，程序語言C#通過Revit 軟件自帶的程序接口API 函數(shù)來實現(xiàn)兩款軟件之間的命令與數(shù)據(jù)之間的交互，C#通過API 函數(shù)來控制Revit 軟件的基本步驟如下：

1） 新建一個類庫 （Class Library） 工程；2） 引用 Revit接口定義文件RevitAPI.DLL 和RevitAPIUI.DLL，將Copy Local 屬性設(shè)置為False；3） 命名空間引用，如：using Autodesk.Revit； using Autodesk.Revit.DB； using Autodesk.Revit.UI；4） 為命令類加屬性 [Autodesk.Revit.Attributes.Transaction(Autodesk.Revit.Attributes.TransactionMode.Manual)]； 5） 新 建類從 IExternalCommand 派生；6） 重載 Execute ( ) 方法；7）在Execute 中添加代碼來實現(xiàn)命令功能。

因此，對于預(yù)制構(gòu)件鋼筋自動生成的功能命令，需要在子函數(shù)Execute ( ) 方法中來實現(xiàn)，這些功能需求按照預(yù)制構(gòu)件鋼筋的分布規(guī)律來規(guī)劃。對預(yù)制構(gòu)件鋼筋自動生成的插件來說，Execute ( ) 方法中首先需自動尋找預(yù)制梁、板、柱的三維分布空間范圍，然后根據(jù)空間范圍來確定不同種類鋼筋的位置以及型號尺寸等各種參數(shù)來自動程序快速化生成各類鋼筋，最終這些規(guī)劃參數(shù)集中到一個對話框中進行設(shè)置來方便界面化調(diào)用這些程序集，而這些不同功能的程序集構(gòu)成了裝配式預(yù)制構(gòu)件深化輔助軟件（圖1）。這個程序的主要核心功能在于通過輸入鋼筋的排布規(guī)律，進行梁、柱、疊合板的鋼筋建模。

3 預(yù)制構(gòu)件鋼筋可視化調(diào)整

基于上述的族庫以及二次開發(fā)程序集進行預(yù)制構(gòu)件建模后，即可以鏈接的方式對一個標準層的預(yù)制構(gòu)件進行拼裝。由于預(yù)制構(gòu)件有大量的出筋，在構(gòu)件節(jié)點處鋼筋縱橫交錯，十分復(fù)雜，因此需要使用軟件的碰撞檢查功能對拼裝后的構(gòu)件標準層進行鋼筋碰撞檢查。在模型中檢索出各類構(gòu)件的鋼筋碰撞問題后，按照柱→梁→板的先后順序?qū)?gòu)件鋼筋位置、尺寸、間距進行調(diào)整，直到所有鋼筋達到無碰撞的狀態(tài)時，表明構(gòu)件設(shè)計滿足現(xiàn)場拼裝要求，調(diào)整完成。

4 鋼筋數(shù)控文件轉(zhuǎn)換系統(tǒng)開發(fā)

當(dāng)構(gòu)件BIM 模型建立并調(diào)整完成后，模型中已包含完整的構(gòu)件鋼筋生產(chǎn)、加工、制作所需信息，具備對接數(shù)控加工設(shè)備的初步條件。為實現(xiàn)BIM 模型與自動化數(shù)控加工設(shè)備相結(jié)合的鋼筋數(shù)控加工，我們利用revit 軟件平臺上的可視化編程軟件Dynamo，進行鋼筋數(shù)控文件轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的開發(fā)。

在revit 軟件鋼筋族中包含鋼筋直徑、保護層厚度、鋼筋標號、彎鉤角度、彎鉤長度、每段鋼筋的長度及彎折角度的等數(shù)據(jù)，利用Dynamo 中的“GetParameter”程序模塊將這些參數(shù)讀出到列表中，然后根據(jù)設(shè)備所需的數(shù)據(jù)格式對列表數(shù)據(jù)進行處理，最后寫出為.xml 的數(shù)據(jù)格式，以供數(shù)控設(shè)備讀取，實現(xiàn)箍筋、縱筋、吊筋、拉結(jié)筋的數(shù)控自動化加工。

與傳統(tǒng)的人工鋼筋加工相比，數(shù)控自動化加工成形的鋼筋外形尺寸更為精確，誤差更小，有利于提高鋼筋成品的制作質(zhì)量。同時由于鋼筋加工的良品率得到提高，因此減少了鋼筋的損耗，節(jié)約了材料。

5 結(jié)語

本文研究利用BIM 技術(shù)進行預(yù)制構(gòu)件的鋼筋深化調(diào)整，大大的提高了裝配式構(gòu)件鋼筋建模效率及精度，提高了裝配式構(gòu)件鋼筋校核的速度和正確率，避免由于鋼筋深化設(shè)計問題產(chǎn)生的構(gòu)件安裝問題。此外通過BIM 模型進行鋼筋的自動化數(shù)控加工，有效提高了鋼筋加工的精度，減少鋼筋加工過程中的人為不穩(wěn)定因素，保證了構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量。