CN111046465A - 异形楼板块状装饰面层智能化施工方法 - Google Patents
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Abstract
本项目涉及一种建设工程设计及施工技术领域，公开了一种基于BIM技术对建筑异形楼板块状装饰面层快速进行深化设计及施工的方法。本项目通过提取建筑信息模型的基础数据，并通过DesignScript语言进行数据计算和分析，能够通过提取异形楼板的空间位置，使块状面层根据楼板形状进行自适应截断并实现快速布置，形成实体模型，完成深化设计工作，根据模型数据可进行材料备料、下料及现场施工。解决了现有BIM技术在施工实施过程中，异形楼板的面层绘制不精确且费时费力的技术问题，提高具有设计精度、提高施工效率、方便成本管理等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种建设工程设计及施工技术领域，特别是一种基于BIM技术，对BIM三维模型中异形楼板块状装饰面层外观线条快速绘制，实体模型自适应快速布置的方法。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
异形楼板是指具有不规则形状的楼板，往往多出现于结构复杂、有圆弧形设计或外观设计较为美观的建筑物中。而楼板上表面装饰面层的布置，在平面视图中有视觉美观的作用，进一步完善了BIM建筑模型，精确的面层布置方案有利于施工阶段装饰面层的算量与下料。异形楼板的面层布置难点在于面层形状对于异形板形状边缘的自适应问题，该问题直接影响了装饰面层的美观，同时将装饰面层实体模型的应用范围仅仅停留在视觉效果阶段，无法实现深化应用。
目前对于装饰面层的深化设计仅仅停留在视觉效果阶段。例如Autodesk公司的Revit系列软件，软件本身有针对楼板装饰面层的贴图功能，但是无法生成装饰面层的实体模型，对于装饰面层算量、下料的功能还未开发和完善。同时在操作方面，需要建模人员手动点击选中所有的楼板边，对于异形楼板中边数较多的情况，此方法需要消耗大量人力物力，且存在一定错误率，尤其在板边缘处非整块的装饰面层错误率较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种异形楼板块状装饰面层的智能化施工方法，要解决现有BIM技术深化设计中，效率低下费时费工的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：异形楼板块状装饰面层智能化施工方法，包括以下步骤：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要布置装饰面层实体模型的楼板；
步骤二：得到楼板的表面参数；
步骤三：得到所有表面的表面积，通过表面积大小得到楼板上下表面，再通过上下表面的Origin点的Z轴坐标分量筛选出楼板上表面；
步骤四：得到该楼板的所有边缘顶点，通过所有顶点Y轴坐标分量的大小得到Y值最小的点作为网格偏移起始点；
步骤五：取楼板表面所有curve长度和S为偏移总长度，块状装饰面层长度、宽度为偏移间距，步骤四得到的偏移起始点为原点，固定偏移方向X轴正、反方向与Y轴正方向为偏移方向，建立轴线网格；
步骤六：将所有的网格交点以列为子列表进行X轴方向上从大到小的排序，并将点位分为奇数列和偶数列，根据行数的奇偶性删除多余点位，每个子列表的相邻点位相连得到奇偶数列的纵向线，再将列表右移一位，将新旧列表组合，得到奇偶数列的纵向线组；
步骤七：将所有的网格交点以列为子列表进行首行点位X轴方向上从大到小的排序，并将点位分为奇数列点和偶数列点，将首行的奇数点和偶数点分别向右偏移一位，新旧列表组合得到奇偶点位的首行横向线，将首行线向Y轴正方向以块状装饰面层宽为固定间距S为总长进行偏移，再判断行数奇偶性删除多余点位，得到求数列的横向线组列表；
步骤八：将步骤六、七中的奇数横、纵线组组合，偶数横、纵线组组合得到每个单元网格的四条边子列表，将每个子列表的四条边连成一条闭合曲线，得到每个单元网格的Surface，与楼板相交，取相交Surface的边，同时输入楼板类型与标高，形成块状装饰面层实体模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是在主流BIM软件Revit的可视化编程插件Dynamo上操作，通过计算机编程，智能地计算分析数据并判断返回结果，可以快速准确的拾取楼板形状，对于复杂异形楼板能自适应楼板形状，同时生成装饰面层的实体模型，该模型中，块状面层的长度、宽度倾斜角度、排列方式都可以作为可变参数根据实际项目进行调整。每一块装饰面层在模型中可独立选中，查看其位置、类型属性，在深化阶段进行算量和下料。在操作方面不需要对板的每个边进行选中，只需要选中需要进行布置面层的楼板即可。相较于传统的施工方法，本发明提高了块状装饰面层布置的准确度，节约了操作时间，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的总流程图；
图2是网格偏移起始点筛选流程图；
图3是横向轴线网格偏移流程图；(纵向轴线网格偏移流程图同理)
图4是纵向奇偶列线组排列流程图；
图5是横向奇偶列线组排列流程图；
图6是块状装饰面层单元网格与楼板表面相交流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明技术方案，并不限于本发明。
实施过程中的模型是利用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件进行建造。
上述发明内容可以通过计算机编程语言实现，在Dynamo的环境下使用DesignScript语言进行编程，施工步骤如下：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要布置块状装饰面层的楼板
步骤二：在模型中拾取楼板模型的Surface参数
步骤三：获取楼板所有表面中最上面的那个面
1、获取所有表面的面积，并将所有的表面根据其面积大小从大到小排列。
2、将经过排序的面两两分组，取第一组，即上下表面。
3、取两个表面的Origin点，取两点的Z轴坐标，取Z轴坐标最大的面，作为唯一标注面。
步骤四：筛选网格偏移起始点
1、取步骤三第3步的标注面，取其所有的curve，将curve列表右移一位，再与原列表相交，得到所有的交点。
2、取第1步交点的Y轴坐标，取Y轴坐标最小的交点，作为网格的起始点。若有多个最低点，则取最低点列表中第一个点为唯一起始点。
步骤五：建立轴线网格
1、以步骤四第2步的唯一起始点位偏移起点。
2、以空间点坐标(0，0，0)到(1，0，0)的方向向量为向量A，以空间坐标(0，0，0)到(0，1，0)的方向向量为方向B。A向量的反向量为向量C。
3、以步骤四第1步的所有curve长度和为偏移距离S。
4、将起点分别向方向A、C偏移S，将偏移两点相连得到第一根网格线，将该网格线沿着向量B以块状装饰面层宽度X作为固定偏移距离，偏移S的长度，得到横向网格线。
5、将起点向方向B偏移S，将起点和偏移点相连得到第一根网格线，将该网格线沿着A、C向量以块状装饰面层长度Y为固定偏移距离，各偏移S长度，得到竖向网格线。
步骤六：纵向奇偶列线组排列
1、将步骤五中的第4、第5步中的横纵网格线相交，得到所有的交点。
2、将交点的列表转置，取第一项，即第一行的所有交点，取所有交点的X坐标分量，并从大到小排序，根据该排序，将所有点位分成以每一列为子列表进行排序。
3、分别取列表中奇数列和偶数列的所有点位。
4、根据每一列的点位个数是否能被2整除判断行数的奇偶性，在奇数列中若点数个数为奇数，则删除最后一项，将剩下的点位根据顺序两两分组，若为偶数则直接两两分组。在偶数列中若点数个数为奇数则删除第一个点，将剩下的点位根据顺序两两分组，若为偶数则删除第一个和最后一个点，再将点位两两分组。
5、将两两分组的每一组点位列表进行转置，将第一组点与第二组点进行连接，分别形成偶数列和奇数列的纵向线。
6、将奇数列的边和偶数列的边分别取所有的线段起点，取所有起点的Y轴坐标并从小到大排序，将所有线根据该排序进行排序，并根据行数进行分组，分别得到奇数列和偶数列X方向上从大到小，Y轴方向上从小到大的以列为子列表的线列表。
7、分别将奇数列线列表和偶数列线列表向右移一位，删除原列表和新列表的第一项，进行组合，再通过转置分别得到奇数列纵向线组和偶数列纵向线组列表。
步骤七：横向奇偶列线组排列
1、取步骤六第2步第一行的所有交点，并根据X分量的排序进行排序，通过步距为2起点分别为0和1取得第一行的奇数点和偶数点。
2、将奇数点和偶数点列表分别向右一位得到新列表，将新旧列表组合，并将此列表转置去掉首项，将所有子列表的第一个点与第二个点相连，分别得到奇数列和偶数列的首行横向线。
3、将首行的奇数列横向线以块状装饰面层宽度X为固定偏移距离，S为总偏移距离，0为起点进行偏移，将首行的偶数列横向线以宽度X为固定偏移距离，S为总偏移距离，宽度X为起点进行偏移得到奇数列和偶数列的横向线。
4、通过子列表个数，即行数能否被2整除，判断行数奇偶性，若行数为偶数则直接在子列表中两两组合，若行数为奇数，则去掉尾项，再在子列表中两两组合。最后得到奇数列横向线组和偶数列横向线组列表。
步骤八：块状装饰面层单元网格与楼板表面相交
1、分别将步骤六、七的奇数列纵向线组和奇数列横向线组偶数列纵向线组与偶数列纵向线组和偶数列横向线组组合，通过一级子列表和二级子列表的转置，得到子列表为每个单元网格四条边的子列表。
2、为每个子列表的四条边重新赋予顺序，使每个子列表的四条边为顺时针首尾相连的四条边。
3、将四条边首尾相连形成一条闭合的curve，并将该封闭曲线形成Surface，得到奇数列和偶数列已经形成Surface的单元网格。
4、将网格的surface与板上表面的surface相交，删除相交的线得到相交部分的surface。
5、取相交Surface的curve，将此curve列表连同楼板类型和标高赋予给ByOutlineTypeAndLevel节点形成块状装饰面层实体模型。
所述所有步骤中的计算和判定是通过是使用DesignScript语言并调用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件的应用程序编程接口中的相关函数来实现的。
本发明可试用于所有情况的异形楼板块状装饰面层施工，不限于楼板的形状，楼板边的数量，角的度数，并且块状装饰面层的长度，宽度，排列方式，倾斜角度都可作为可变参数针对实际项目进行调整。程序运行结果美观，精确，并对于装饰面层的深化应用提供了数据基础。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (1)
1.异形楼板块状装饰面层智能化施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要布置装饰面层实体模型的楼板；
步骤二：得到楼板的表面参数；
步骤三：得到所有表面的表面积，通过表面积大小得到楼板上下表面，再通过上下表面的Origin点的Z轴坐标分量筛选出楼板上表面；
步骤四：得到该楼板的所有边缘顶点，通过所有顶点Y轴坐标分量的大小得到Y值最小的点作为网格偏移起始点；
步骤五：取楼板表面所有curve长度和S为偏移总长度，块状装饰面层长度、宽度为偏移间距，步骤四得到的偏移起始点为原点，固定偏移方向X轴正、反方向与Y轴正方向为偏移方向，建立轴线网格；
步骤六：将所有的网格交点以列为子列表进行X轴方向上从大到小的排序，并将点位分为奇数列和偶数列，根据行数的奇偶性删除多余点位，每个子列表的相邻点位相连得到奇偶数列的纵向线，再将列表右移一位，将新旧列表组合，得到奇偶数列的纵向线组；
步骤七：将所有的网格交点以列为子列表进行首行点位X轴方向上从大到小的排序，并将点位分为奇数列点和偶数列点，将首行的奇数点和偶数点分别向右偏移一位，新旧列表组合得到奇偶点位的首行横向线，将首行线向Y轴正方向以块状装饰面层宽为固定间距S为总长进行偏移，再判断行数奇偶性删除多余点位，得到求数列的横向线组列表；
步骤八：将步骤六、七中的奇数横、纵线组组合，偶数横、纵线组组合得到每个单元网格的四条边子列表，将每个子列表的四条边连成一条闭合曲线，得到每个单元网格的Surface，与楼板相交，取相交Surface的边，同时输入楼板类型与标高，形成块状装饰面层实体模型。
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