CN107169231B - 基于bim的建筑金属围护系统的深化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，它包括如下步骤：步骤1：检查建筑表皮模型与钢结构深化模型是否存在冲突；步骤2：出具冲突或不符合围护系统安装的列表信息，并调整模型；步骤3：利用软件按规则一键自动生成建筑金属围护系统深化模型，本发明的自动化建模设计方法提高深化设计效率，得出的工程量清单更容易做到精细化管理。
Description
技术领域
本发明涉及建筑信息模型技术领域，具体涉及一种基于BIM(BuildingInformation Modeling，建筑信息模型)的建筑金属围护系统的深化设计方法。
背景技术
建筑金属维护系统从20世纪80年代从国外引入我国，而起初于工业建筑，随后逐步向机场、会展中心等公共民用建筑领域，从工业性建筑项公共民用性建筑的转型中，其建筑性能指标要求也越来越高，而且建筑图形亦更前卫、新颖，对版型的质量要求也较高。
目前国内在金属维护系统方面的设计、制作与施工等方面存在一些不足，主要涉及设计的深度和广度不够，需要金属维护系统厂家的二次深化设计，做出与钢结构主体结构详细的细部连接节点，考虑各项荷载以及厂家板型截面惯性矩和安装技术要求，而目前设计方式是采用CAD平面图、节点详图的方式进行，在深化设计过程中容易出现考虑不周全，施工时技术欠缺，造成浪费和事故隐患。
因此在深化设计过程中存在着以下问题，首先是深化设计人员的主观判断对屋面构造进行设计，在异常复杂的建筑形态中可能不能保证设计为最优方案，同时传统建筑金属围护系统设计方式是以平面2D图纸为基础，在深化设计过程中难以表达工程隐蔽部位，例如在从建筑顶部投影到平面上是不规则的轮廓，金属围护系统中的屋面带有坡度，传统的2D图纸在表达断面时仅仅只表达某个特定位置的断面，在其他位置的深化设计就会有遗漏，因此金属维护结构系统不能和钢结构有效协作，现实中经常出现钢结构柱构件占用了外围护层的构造空间等情况，导致现场在施工过程中返工或是方案变更，影响整体设计施工的效率。并且，在现有常规的建模方法，工作量大，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，本发明提高了建筑金属围护系统的设计效率。
为解决上述技术问题，本发明所设计的一种基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：在navisworks软件中输入待设计金属围护系统的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型，所述建筑表皮BIM模型包含建筑外轮廓造型几何信息和表皮上任意点的坐标位置信息，所述钢结构深化模型包括钢结构每一处构造节点的细部构件、钢构件的几何信息、空间定位信息和表皮相关联点的坐标信息；
利用navisworks软件中的碰撞检查工具检查建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙，判断是否存在碰撞，即是否存在几何形体上的交叉，如果不存在碰撞进一步判断建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙是否处于金属围护系统安装标准规定的间隙范围内；
如果存在碰撞和/或建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围外，则进入步骤2；
如果不存在碰撞且建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，则进入步骤3；
步骤2：navisworks软件出具碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表；
在navisworks软件中利用碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表，将该列表中不符合金属围护系统安装标准信息的建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙调整到金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，进入步骤3；
步骤3：在revit软件中利用建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型依据如下步骤生成建筑金属围护系统的深化模型；
步骤3.1：判断revit软件当前的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型编辑视窗否为2D视窗，如果是2D视图，进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型的边界创建，如果不是2D视窗，切换到2D视窗进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建；
步骤3.2：在revit软件中根据设计需要选择金属围护系统建模构造类型以及所选建模构造类型对应的构件型号规格数据库组件；
步骤3.3：在revit软件中拾取2D视窗中与选中金属围护系统建模构造类型对应的钢结构定位构件；
步骤3.4：在revit软件中根据选中的金属围护系统建模构造类型、所述钢结构定位构件、所述表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建金属围护系统深化模型。
与现有技术相比，本发明具有如下的效果：一、在建筑外表皮的造型设计施工的把控上加强了，在实施过程中考虑设计和施工的各种因素，提高建筑围护系统的决策效率。二、本发明一键生成金属围护系统的深化设计模型,建立了常用的金属围护结构系统的数据库，由数据库驱动，只进行简单的软件操作，就可以得到深化设计需要的模型、继而由模型在BIM软件中快速生成图纸，工程量清单、下料图纸等，使得BIM技术方式下进行金属围护系统的深化设计变得更快捷、方便、准确，且本发明是在可视化的环境下进行金属围护系统深化设计。三、数据的转换，可以延伸到加工机械中进行应用，做到数据的传递与多用，避免重复建模带来的效率降低。
附图说明
图1为本发明实施过程的流程图；
图2为用于说明利用软件二次开发的一键生成金属围护系统构造的流程图；
图3为用于说明图2中的数据库的金属围护系统构造类型的配置表；
图4为用于说明图2中的数据库的构件型号规格表。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
一种基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，如图1和2所示，它包括如下步骤：
步骤1：在navisworks软件中输入待设计金属围护系统的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型，所述建筑表皮BIM模型包含建筑外轮廓造型几何信息和表皮上任意点的坐标位置信息，所述钢结构深化模型包括钢结构每一处构造节点的细部构件、钢构件的几何信息、空间定位信息和表皮相关联点的坐标信息；
利用navisworks软件中的碰撞检查工具检查建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙，判断是否存在碰撞，即是否存在几何形体上的交叉，如果不存在碰撞进一步判断建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙是否处于金属围护系统安装标准规定的间隙范围内；
如果存在碰撞和/或建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围外，则进入步骤2；
如果不存在碰撞且建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，则进入步骤3；
步骤2：navisworks软件出具碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表；
在navisworks软件中利用碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表，将该列表中不符合金属围护系统安装标准信息的建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙调整到金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，进入步骤3；
步骤3：在revit软件中利用建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型依据如下步骤生成建筑金属围护系统的深化模型；
步骤3.1：判断revit软件当前的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型编辑视窗否为2D(平面)视窗，如果是2D视图，进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型的边界创建，如果不是2D视窗，切换到2D视窗进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建；
步骤3.2：在revit软件中根据设计需要选择金属围护系统建模构造类型以及所选建模构造类型对应的构件型号规格数据库组件；
步骤3.3：在revit软件中拾取2D视窗中与选中金属围护系统建模构造类型对应的钢结构定位构件；
步骤3.4：在revit软件中根据选中的金属围护系统建模构造类型、所述钢结构定位构件、所述表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建金属围护系统深化模型；
步骤4，利用得到的金属围护系统深化模型自动得到建筑围护系统的施工图纸、明细表及控制参数(在Revit软件中自动生成施工现场需要的平面布置图、剖面图、节点大样图、建筑金属围护系统中的构件明细表、构件相关的控制参数、安装要求)；
步骤5，为了和材料准备系统结合，对构件型号规格数据库组件中的构件在Revit软件中根据构件安装顺序自动编号；
步骤6，对于选中构件型号规格数据库组件中的各个构件进行加工；
步骤7：现场安装并检查质量；
上述技术方案的步骤4中，可以对标准的建筑金属围护系统进行模块化手段进行设计。
上述技术方案的步骤6中，在Revit软件和加工机器之间做了数据接口，利用Revit软件API(Application Programming Interface，应用程序编程接口)提取构件的三维几何数据，加工要求等属性数据，转换成加工机器识别的数据格式。
利用Revit软件建立的模型带有几何数据，通过element.get_Geometry(opt)；可以获取对象的几何信息，参数Opition指定参数的限制条件，比如详细程度，哪个视图；
获得的几何信息保存在一个数组中，通过遍历得到点、面等信息；利用Opencascade几何造型基础软件平台提供的模型输入输出功能进行重构三维几何特征，并利用数据交换功能进行转换输出；输出的数据格式可以针对不同厂家的加工机械进行定制；在加工机械中加工输出与现场匹配的构件。
上述步骤7中，将步骤7中加工好的材料运输到施工现场进行施工安装，并对比模型做好质量检查记录。
上述技术方案的步骤3.2中，根据设计需要对所选建模构造类型中需要自定义的配件进行自定义。
上述技术方案中，所述金属围护系统建模构造类型包括单层压型钢板构造、单层压型钢板复合保温构造系统、双层压型钢板复合保温构造、双层压型钢板复合保温隔热构造、夹芯板保温构造、压型钢板复合保温卷材防水构造。
上述技术方案中，所述构件型号规格数据库组件包括底层压型钢板型号规格数据、夹芯板型号规格数据、Z字形钢檩条型号规格数据、H型钢檩条型号规格数据、槽钢型号规格数据、镀锌钢板附檩型号规格数据、防水钢板型号规格数据、保温层型号规格数据、固定支座型号规格数据和直立锁边屋面板型号规格数据。
上述技术方案的步骤3中，revit软件中包括判断当前视图是否2D视图组件、切换2D视图组件、创建边界符号组件、选择构造类型组件、自定义配件组件、拾取钢结构定位构件组件、创建模型组件，其中，判断当前视图是否2D视图组件用于获取当前视图类型，如果是平面或立面或剖面，输出是，否则输出否。切换2D视图组件用于输入用户选择的视图ID，将该视图设为当前视图，列出当前文档中的所有平面、立面和剖面视图，当用户选择其中一个视图，将该视图设置为当前视图。创建边界符号组件用于输出曲线类型的对象，用户通过Revit曲线命令创建边界符号对象。选择构造类型组件用于输入构造类型名称，输出各配件的型号规格名称。
自定义配件组件用于输入构造类型名称和各配件型号规格名称，输出配件型号规格名称。
拾取钢结构定位构件组件用于输入钢结构定位构件ID，输出结构件空间定位参数。
创建模型组件用于输入金属围护系统的配件型号类型数据、钢结构定位构件的定位数据、边界符号。根据边界符号、配件型号规格自动计算需要裁剪配件的尺寸，如果这个尺寸不符合安装要求，则调整排版，直至所有需要裁剪的配件尺寸符合安装要求，计算所有板块的配件定位数据。按照配件型号规格数据创建族及类型，根据配件定位数据创建所有配件族实例。
金属围护系统建模构造类型和构件型号规格数据库组件包含金属围护系统类型配置表和各配件型号规格表。如图3、图4所示。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：在navisworks软件中输入待设计金属围护系统的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型，所述建筑表皮BIM模型包含建筑外轮廓造型几何信息和表皮上任意点的坐标位置信息，所述钢结构深化模型包括钢结构每一处构造节点的细部构件、钢构件的几何信息、空间定位信息和表皮相关联点的坐标信息；
利用navisworks软件中的碰撞检查工具检查建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙，判断是否存在碰撞，即是否存在几何形体上的交叉，如果不存在碰撞进一步判断建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙是否处于金属围护系统安装标准规定的间隙范围内；
如果存在碰撞和/或建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围外，则进入步骤2；
如果不存在碰撞且建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙在金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，则进入步骤3；
步骤2：navisworks软件出具碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表；
在navisworks软件中利用碰撞信息和不符合金属围护系统安装标准信息列表，将该列表中不符合金属围护系统安装标准信息的建筑表皮BIM模型中的建筑外轮廓造型几何特征与钢结构深化模型中的对应钢构件的几何信息之间的间隙调整到金属围护系统安装标准规定的间隙范围内，进入步骤3；
步骤3：在revit软件中利用建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型依据如下步骤生成建筑金属围护系统的深化模型；
步骤3.1：判断revit软件当前的建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型编辑视窗否为2D视窗，如果是2D视图，进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型的边界创建，如果不是2D视窗，切换到2D视窗进行建筑表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建；
步骤3.2：在revit软件中根据设计需要选择金属围护系统建模构造类型以及所选建模构造类型对应的构件型号规格数据库组件；
步骤3.3：在revit软件中拾取2D视窗中与选中金属围护系统建模构造类型对应的钢结构定位构件；
步骤3.4：在revit软件中根据选中的金属围护系统建模构造类型、所述钢结构定位构件、所述表皮BIM模型和钢结构深化模型边界创建金属围护系统深化模型；
所述步骤3.2中，根据设计需要对所选建模构造类型中需要自定义的配件进行自定义；
所述金属围护系统建模构造类型包括单层压型钢板构造、单层压型钢板复合保温构造系统、双层压型钢板复合保温构造、双层压型钢板复合保温隔热构造、夹芯板保温构造、压型钢板复合保温卷材防水构造；
所述构件型号规格数据库组件包括底层压型钢板型号规格数据、夹芯板型号规格数据、Z字形钢檩条型号规格数据、H型钢檩条型号规格数据、槽钢型号规格数据、镀锌钢板附檩型号规格数据、防水钢板型号规格数据、保温层型号规格数据、固定支座型号规格数据和直立锁边屋面板型号规格数据；
在Revit软件和加工机器之间做了数据接口，利用Revit软件API提取构件的三维几何数据，加工要求属性数据，转换成加工机器识别的数据格式；
利用Revit软件建立的模型带有几何数据，通过element.get_Geometry获取对象的几何信息，参数Opition指定参数的限制条件；
获得的几何信息保存在一个数组中，通过遍历得到点、面信息；利用Open cascade几何造型基础软件平台提供的模型输入输出功能进行重构三维几何特征，并利用数据交换功能进行转换输出；输出的数据格式针对不同厂家的加工机械进行定制；在加工机械中加工输出与现场匹配的构件。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，其特征在于：所述步骤3后还包括步骤4，利用得到的金属围护系统深化模型自动得到建筑围护系统的施工图纸、明细表及控制参数。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，其特征在于：所述步骤4后还包括步骤5，为了和材料准备系统结合，对构件型号规格数据库组件中的构件在Revit软件中根据构件安装顺序自动编号。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的建筑金属围护系统的深化设计方法，其特征在于：所述步骤5后还包括步骤6，对于选中构件型号规格数据库组件中的各个构件进行加工。
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