CN111177831A

CN111177831A - 一种基于bim技术的钢筋三维建模及自动算量方法

Info

Publication number: CN111177831A
Application number: CN201911362461.2A
Authority: CN
Inventors: 崔琨; 宁宝宽; 陆海燕; 张怡
Original assignee: Shenyang University of Technology
Current assignee: Shenyang University of Technology
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明是一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，属于建筑信息模型领域，本发明首先在Revit Structure平台上研究区别于现有钢筋族的新型参数化构件族的创建方法，其次基于参数化构件族实现钢筋明细表的自动化生成，最后在Excel表中完成与Revit图形的交互修改，实现对构件参数的可视化修改。本发明通过参数化构件族的创建能够实现用参数驱动构件几何信息、钢筋信息的修改，同时能够解决现有钢筋族无法完成的嵌套问题，通过参数设计自动生成钢筋量清单，有利于钢筋量的实时把控，有针对性地进行钢筋下料和分仓，减少钢筋尾料的浪费。

Description

一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法

技术领域

本发明属于建筑信息模型领域，具体涉及一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)的到来，是建筑工程业的一场大革新。BIM，即建筑信息模型，是计算机数字信息技术与图形技术的结合，是建筑工程的信息化，是工程建设的新理念。不同于传统 CAD 二维图形设计方法，它是一种数字化参数建模技术，不仅能够实现工程信息的仿真模拟，同时还可以实现各个专业协同合作，具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。它将建筑工程信息由 2D 平面图纸跳跃到 3D 实体模型，甚至发展为包含时间，成本，建筑保修、设施管理、竣工信息的 6D 模型，是建筑工程业的第二次革命。

钢筋是建筑的骨架，作为施工作业中用量较大、价值较高的原料，在整个建筑中具有十分重要的作用，钢筋排布及钢筋用料是钢筋中的重要问题，决定了钢筋施工的顺利进行。当前建筑结构普遍比较复杂，不同结构部位所使用的钢筋尺寸规格也存在较大差异，在平法图设计中一个复杂结构需要 5~6 张平面图才可以把所有的结构细节都表现出来，随着BIM技术的普及与推广，BIM的应用也越来越广泛，通过BIM的参数化建模使得模型能够同步更新，修改和调整具有联动性，然而目前三维钢筋建模还未能很好的融入到BIM设计的范畴之中，BIM中虽有结构建模部分，但在应用过程中存在很多限制例如无法修改参数，无法进行族的嵌套，绘制过程也比较复杂。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出了一种基于BIM的新的钢筋建模方法，通过Revit族提出三维钢筋参数化建模方法，解决建筑构件中钢筋的参数化设计问题，在此基础上进行了建筑构件钢筋用量的统计，在建造全周期对钢筋实时把控，有效的分析和指导钢筋下料与分仓，减少钢筋尾料的浪费，节约建造成本。

本发明采用的技术方案：

一种基于BIM技术的钢筋三维建模及工程量计算方法，包括以下步骤：

首先在Revit Structure软件中利用公制常规模型绘制钢筋族；对每一根钢筋进行尺寸标注，设置型号、尺寸、直径等共享参数；建立梁、柱、板等构件族，根据项目情况自制匹配钢筋，并将钢筋族载入构件中形成嵌套族；将载入钢筋族阵列并设置数量参数，将各参数关联；将带有钢筋的构件族载入项目，在项目明细表中选择类别为常规模型，将所有参数选中生成钢筋明细表，在项目明细表中编辑公式；对各型号钢筋进行总量汇总，提取每根钢筋长度，形成数据库；设置进度信息共享参数，可过滤出不同时间段所需型号钢筋的钢筋量,将明细表通过Dynamo导入Excel中，进行参数的修改。

本发明通过BIM技术，提出了一种基于BIM技术的建筑结构设计方法，实现了三维钢筋的参数化建模，同时通过共享参数生成三维模型中的钢筋量统计表，有利于钢筋用料的统计，加入进度信息参数，可以查看不同时期钢筋用料信息，既能够在施工前统计出项目钢筋用料，又能够在装配过程中随时掌握用料情况，以解决现有施工方法中钢筋出错及浪费问题，节约工程成本。

本发明的有益效果

1.在Revit Structure平台上提出新型参数化构件族的创建方法；基于参数化构件族实现钢筋明细表的自动化生成；在Excel表中完成与Revit图形的交互修改，实现对构件参数的可视化修改。

2.所创建的构件模型能够通过修改参数实现模型的修改，相比于Revit自带钢筋族，能够实现族与族之间的嵌套，通过钢筋族的嵌套，有利于构件族的灵活应用。

3.通过构件族中的参数将钢筋信息提取，自动生成钢筋量明细表，统计出钢筋量清单。

4.将钢筋明细表导入Excel表格中，通过二次开发技术实现Excel表格对Revit构件的驱动作用。

5.本发明通过BIM技术，提出了一种基于BIM技术的建筑结构设计方法，实现了三维钢筋的参数化建模，同时通过共享参数生成三维模型中的钢筋量统计表，有利于钢筋用料的统计，加入进度信息参数，可以查看不同时期钢筋用料信息，既能够在施工前统计出项目钢筋用料，又能够在装配过程中随时掌握用料情况，以解决现有施工方法中钢筋出错及浪费问题，节约工程成本。

附图说明

图1为纵筋模型图；

图2位箍筋模型图；

图3为载入钢筋族后的梁；

图4为载入钢筋族后的柱；

图5为载入钢筋族后的墙；

图6为生成后的钢筋量明细表；

图7为本发明流程图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例：

本发明一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，包括以下步骤：

（1）在Revit Structure软件中利用公制常规模型中的拉伸、放样等功能绘制钢筋族；在Revit中选择公制常规模型，结构板块设置为结构连接，族参数选择钢属性，这样使族在各个项目中的视图显示钢特性，通过Revit软件中拉伸功能绘制钢筋在XY轴上的二维平面图，接着在立面图中拉伸Z轴方向的三维图形，形成纵向钢筋。带弯锚的钢筋不能直接运用Revit中的拉伸功能，通常采用放样功能，首先绘制钢筋路径，在路径绘制完成后选择合适的视图，在相应视图上绘制钢筋轮廓线，形成带弯钩的钢筋，如附图1所示，其中六个参数的含义分别为：a为起端弯锚长度，b为起端深入支座长度，c为起端水平偏移距离，d为末端水平偏移距离，e为末端深入支座长度，f为末端弯锚长度。通过参数的变化可构成不同形状的纵筋。箍筋采用放样方式，在平面图中绘制出箍筋路径图，选择视图范围绘制箍筋直径，箍筋弯钩角度设置参数，箍筋各边长度设置参数，如附图2所示,首先创建轮廓线，得到纵筋位置上的圆心坐标点P₁（x₀,y₀）点P₂（x₁,y₁）点P₃（x₂,y₂）点P₄（x₃,y₃），分布钢筋半径r，箍筋直径d，弯钩长度L₀，弯钩角度α，保护层厚c，柱长a，宽b，根据参数设定，可得到10个点的参数化坐标，通过坐标可确定箍筋，各点坐标参数化方程如下：

点1:(x₁-r-d/2，_y1)；点2:(x₁，y₁-r-d/2)；

点3:(x₀-r-d/2，y₀)；点4:(x₀，y₀-r-d/2)；

点5:(x₃，y₃-r-d/2)；点6:(x₃+r+d/2，y₃)；

点7:(x₂，y₂+r+d/2)；点8:(x₂+r+d/2，y₂)；

点9:(a-c-d-r-dwcosα，b-c-d-dwsinα)；

点10:(a-c-d-dwcosα，b-c-d-r-dwsinα)。

（2）对每一根钢筋进行尺寸标注，设置型号、尺寸、直径等共享参数；在绘制钢筋后，对钢筋的参数进行标注，例如钢筋长度，直径，弯钩角度等，选择参数类别时将其关联到共享参数组中，以便于在明细表中显示。

（3）建立梁、柱、板等构件族，根据项目情况自制匹配钢筋，并将钢筋族载入构件中形成嵌套族；

新建一个样板族，梁、柱、板、墙等构件均采用拉伸体绘制，绘制出拉伸体后，对其长度、宽度、厚度等进行参数设置，将建好的钢筋族载入构件族中，在平面图或立面图中放置所需钢筋族形成嵌套族模型。

（4）将载入钢筋族阵列并设置数量参数，通过编辑公式将各参数关联；将载入构件族中的钢筋通过阵列的方式进行钢筋排布，同时设定钢筋的位置参数和数量参数，在编辑公式时将各参数关联，例如设置公式箍筋数量=纵筋长度/箍筋间距。

（5）将钢筋外边缘与构件边缘锁定，使钢筋随构件长度变化而变化；

锁定构件与钢筋，当修改构件参数时，钢筋会随之自动更改以适应构件尺寸，形成完整的带有钢筋的构件族，如附图3、4、5分别为梁、柱及墙的配筋图，在项目中应用时可以通过修改参数实现快速配筋。

（6）将带有钢筋的构件族载入项目，在项目明细表中选择类别为常规模型，将所有参数选中生成钢筋明细表，在项目明细表中编辑公式；

在明细表选择中，常规模型的类别中包含已设置的全部共享参数组，选中需要在明细表中显示的参数，生成明细表，根据不同钢筋，需要不同的计算公式，在明细表属性中通过计算值填加钢筋量计算公式，生成每个构件所需钢筋量统计表，如附图6所示。

（7）对各型号钢筋进行总量汇总，提取每根钢筋长度，形成数据库；

（8）设置进度信息共享参数，可过滤出不同时间段所需型号钢筋的钢筋量。通过项目浏览器中过滤选项可以过滤出想要查询的时间参数、楼层参数、构件参数，有利于项目施工过程中对钢筋量的实时把控。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干

改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在Revit Structure软件中利用公制常规模型绘制钢筋族；

步骤2：对每一根钢筋进行尺寸标注，设置共享参数；建立构件族；自制匹配钢筋，并将钢筋族载入构件中形成嵌套族；将载入钢筋族阵列并设置数量参数，将各参数关联；

步骤3：将带有钢筋的构件族载入项目，在项目明细表中选择类别为常规模型，将所有参数选中生成钢筋明细表，在项目明细表中编辑公式；

步骤4：对各型号钢筋进行总量汇总，提取每根钢筋长度，形成数据库；

步骤5：设置进度信息共享参数，过滤出不同时间段所需型号钢筋的钢筋量，将明细表通过Dynamo导入Excel中，进行参数的修改。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，其特征在于：

在步骤1中，在Revit中选择公制常规模型，结构板块设置为结构连接，族参数选择钢属性，这样使族在各个项目中的视图显示钢特性，通过Revit软件中拉伸功能绘制钢筋在XY轴上的二维平面图，接着在立面图中拉伸Z轴方向的三维图形，形成纵向钢筋；

带弯锚的钢筋不能直接运用Revit中的拉伸功能，采用放样功能，首先绘制钢筋路径，在路径绘制完成后选择合适的视图，在相应视图上绘制钢筋轮廓线，形成带弯钩的钢筋；

箍筋采用放样方式，在平面图中绘制出箍筋路径图，选择视图范围绘制箍筋直径，箍筋弯钩角度设置参数，箍筋各边长度设置参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，其特征在于：

在步骤2中，绘制钢筋后，对钢筋的参数进行标注，选择参数类别时将其关联到共享参数组中，以便于在明细表中显示；

新建一个样板族，构件均采用拉伸体绘制，绘制出拉伸体后，对其进行参数设置，将建好的钢筋族载入构件族中，在平面图或立面图中放置所需钢筋族形成嵌套族模型；

将载入钢筋族阵列并设置数量参数，通过编辑公式将各参数关联；将载入构件族中的钢筋通过阵列的方式进行钢筋排布，同时设定钢筋的位置参数和数量参数，在编辑公式时将各参数关联

将钢筋外边缘与构件边缘锁定，使钢筋随构件长度变化而变化；

锁定构件与钢筋，当修改构件参数时，钢筋会随之自动更改以适应构件尺寸，形成完整的带有钢筋的构件族，在项目中应用时可以通过修改参数实现快速配筋。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，其特征在于：在步骤3中，在明细表选择中，常规模型的类别中包含已设置的全部共享参数组，选中需要在明细表中显示的参数，生成明细表，根据不同钢筋，需要不同的计算公式，在明细表属性中通过计算值填加钢筋量计算公式，生成每个构件所需钢筋量统计表。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的钢筋三维建模及自动算量方法，其特征在于：在步骤5中，通过项目浏览器中过滤选项可以过滤出想要查询的时间参数、楼层参数、构件参数，有利于项目施工过程中对钢筋量的实时把控。