CN111241666A - 一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法 - Google Patents
一种基于bim技术的穿堤涵闸智能化设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,包括如下步骤:步骤1:创建穿堤涵闸工程模板的输入元素;步骤2:创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集;步骤3:创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架;步骤4:根据三维模型骨架创建相应建筑物,建模时,将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来,将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸;步骤5:编写是否改变参数涵洞典型段数的判断规则;步骤6:调试各参数,制作工程模板,设定输入元素,导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。本发明的优点在于:其通过建立穿堤涵闸完整独立的参数化工程模板,可整体调用,大幅减小实例化工作量。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程技术领域,具体地指一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法。
背景技术
堤防工程为线性工程,交叉建筑物多为涵闸工程,建筑物多,结构复杂,设计工作量较大。目前主要结合人工经验以二维设计为主,传统穿堤涵闸设计方法工作量较大,设计及出图时间周期较长,且对设计人员设计经验要求较高。但穿堤涵闸又具有很多共性特点,即同类结构的型式相似,具有参数化批量设计的可能性。
BIM技术作为提高设计质量和效率的重要技术手段,在工程中也开展了相关应用,目前,国内外主要基于A平台的Revit软件、B平台的Bently软件及C平台的3DE软件开展三维建模,但尚未针对穿堤涵闸智能化设计开展系统研究。
目前,穿堤涵闸也已引入了参数化设计,建立了部分分部结构模板,包括挡墙、箱涵洞身等,结构较为零散,后期穿堤涵闸设计中调用、装配较为繁琐。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其通过建立穿堤涵闸完整独立的参数化工程模板,可整体调用,大幅减小实例化工作量;采用参数化设计,可实现快速调用和修改,为后续设计提供强有力支撑。
为实现上述目的,本发明所设计一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,包括如下步骤:
步骤1:创建穿堤涵闸工程模板的输入元素;
步骤2:创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集;
步骤3:创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架;
步骤4:根据三维模型骨架创建相应建筑物,建模时,将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来,将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸;
步骤5:编写改变参数涵洞典型段数的判断规则;
步骤6:调试各参数,制作工程模板,设定输入元素,导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
进一步地,所述步骤1中,所述输入元素包括堤顶中心轴线、穿堤涵闸桩号点、Z=0平面。
更进一步地,所述步骤2中,所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
进一步地,所述步骤3中,所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线、进水渠定位轴系、闸室定位轴系、涵洞典型段定位轴系、涵洞非典型段定位轴系、出水渠定位轴系。
进一步地,所述步骤4中,所述建筑物包括进水渠护坦、进水渠、闸室、启闭机房、涵洞典型段、涵洞非典型段、涵洞分缝混凝土包箍、出水渠消力池、出水渠护坦。
更进一步地,所述步骤5中,所述判断规则为:
设置改变参数涵洞模型典型段的数量n(n≥1),
当n=1时,涵洞典型段阵列不激活;
当n>1时,按参数涵洞典型段数量阵列。
本发明的优点在于:
其实现了堤防工程数量众多、型式类似的穿堤涵闸快速三维建模。其通过建立穿堤涵闸完整独立的参数化工程模板,可整体调用,大幅减小实例化工作量;采用参数化设计,可实现快速调用和修改,为后续设计提供强有力支撑。涵闸各个结构,如各结构尺寸、涵洞数量及长度、进口底板高程、与堤身距离等,均可任意修改,可满足各种实际地形下的设计需求。
附图说明
图1为输入元素与三维模型骨架的示意图;
图2为完成后工程模板的示意图;
图3为实施例1中导出后的工程模板示意图;
图4为实施例2中导出后的工程模板示意图;
图5为实施例2中导出后的工程模板示意图。
图中:堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3、闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9、进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18、涵闸模板19、堤身20
具体实施方式
以下结合附图和具体实施对本发明作进一步的详细描述:
如图1~2,图中所示一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,包括如下步骤:
步骤1:创建穿堤涵闸工程模板的输入元素;
所述输入元素包括堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3。
步骤2:创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集;
所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
步骤3:创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架;
所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9。
步骤4:根据三维模型骨架创建相应建筑物,建模时,将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来,将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸;
所述建筑物包括进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18。
步骤5:编写是否改变参数涵洞典型段数的判断规则;
所述判断规则为:设置改变参数涵洞模型典型段14的数量n(n≥1),
当n=1时,涵洞典型段阵列不激活;
当n>1时,按参数涵洞典型段数量阵列。
步骤6:调试各参数,制作工程模板,设定输入元素,导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
本发明在实际使用时:
一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,基于达索3DE平台,按以下步骤建立穿堤涵闸参数化模板,实现穿堤涵闸智能化设计:
步骤1:创建穿堤涵闸工程模板输入元素,包括堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3;
步骤2:创建穿堤涵闸参数集,包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠、闸室、启闭机房、涵洞及出水渠等建筑物参数集;
步骤3:创建穿堤涵闸三维模型骨架,包括穿堤涵闸闸室进口底部中心轴线4、进水渠定位轴系5、涵闸闸室定位轴系6、涵洞典型段定位轴系7、涵洞非典型段定位轴系8、出水渠定位轴系9;
步骤4:根据各定位轴系创建相应建筑物,包括进水渠护坦10、进水渠11、闸室12、启闭机房13、涵洞典型段14、涵洞分缝混凝土包箍15、涵洞非典型段16、出水渠消力池17、出水渠护坦18。建模时,将各结构尺寸与参数集中对应参数关联起来,将各参数赋值相应结构尺寸;
步骤5:编写规则,设置改变参数涵洞典型段数量n(n≥1)时,可控制改变涵洞模型典型段14数量。当n=1时,涵洞典型段阵列不激活,当n>1时,按参数涵洞典型段数量阵列;
步骤6:调试各参数,任意改变参数值,可使穿堤涵洞模型均可发生相应变化,图3即为修改过水断面尺寸、涵洞典型段长度及数量、启闭机房阳台宽度后改变的模型,附图中尺寸调整不作为对本发明的任意限制;
步骤7:制作工程模板,设定堤坝中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3为模板输入元素,同时将各参数导出。
步骤8:完成穿堤涵闸工程模板,可用于实例调用及后期三维出图或三维计算。
实施例1:
如图3,选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3,导入涵闸模板,并定位参数集中:闸门中心线与堤中心线距离=14m、闸室进水口高程=13m,控制尺寸参数集中:孔口宽度=1.5m、孔口高度=1.8m、检修层总高=3.2m、启闭机房层总高=4.3m、涵洞典型段长度=7m、涵洞非典型段长度=5m、涵洞典型段数量=4、启闭机房阳台宽度=0m,导入工程模板后输出值结果即图3。
实施例2:
如图4,选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3,导入涵闸模板,并定位参数集中:闸门中心线与堤中心线距离、闸室进水口高程根据实际地形后期调整,控制尺寸参数集中:孔口宽度=1.5m、孔口高度=2.3m、检修层总高=4.0m、启闭机房层总高=4.3m、涵洞典型段长度=10m、涵洞非典型段长度=5m、涵洞典型段数量=2、启闭机房阳台宽度=1.2m,导入工程模板后输出值结果即图4。
实施例3:
如图5,实际使用时,将涵闸模板19导入应用于堤身20中,涵闸模板19位于堤身20的堤顶中心轴线1桩号点为穿堤涵闸桩号点2,当堤顶高程为27.5m,地面高程为22m时,选择输入元素堤顶中心轴线1、穿堤涵闸桩号点2、Z=0平面3,导入涵闸模板,并定义定位参数集中:闸门中心线与堤中心线距离=9.5m、闸室进水口高程=22.2m,控制尺寸参数集中:孔口宽度=2.5m、孔口高度=2.5m、检修层总高=3.8m、启闭机房层总高=4.8m、涵洞典型段长度=6m、涵洞非典型段长度=6m、涵洞典型段数量=2、启闭机房阳台宽度=0m,导入工程模板后输出值结果即图5。
本发明的三维模型中,各建筑物位置相互关联,可参数驱动各建筑物关联变化,且基于编写知识工程规则,可通过仅改变参数,实现穿堤涵闸模型的结构尺寸及涵洞数量的任意变化,能适应各种堤防断面的穿堤涵闸布置,且能快速形成完整的穿堤涵闸模型;另外,还可快速重复引用,对于长线路堤防多数量穿堤涵闸建模有较大优势;当实际工程情况或设计方案改变时,在改变堤坝中心线、涵闸桩号和结构尺寸的情况下,均可快速修改模型,实现快速建模,为方案比选提供有力建模支撑,从多方面实现穿堤涵闸智能化设计。当遇到穿堤涵闸为一孔涵闸时,均可实例化此模板,修改参数适应地形即可,避免了设计人员重复建模,且所有尺寸参数化,便于后期修改,可满足任意情况下的结构要求。堤防线路较长,穿堤涵闸数量较多,大多数情况下均为一孔涵闸,若设计人员各自单独建模,工作量较大。本模板总结了绝大部分单孔涵闸结构型式,可根据地形做任意修改,设计人员可直接实例化利用,大幅加快设计效率。
最后,应当指出,以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然,本发明不限于上述实施例,还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1:创建穿堤涵闸工程模板的输入元素;
步骤2:创建穿堤涵闸工程模板的建筑物参数集;
步骤3:创建穿堤涵闸工程模板的三维模型骨架;
步骤4:根据三维模型骨架创建相应建筑物,建模时,将各建筑物的结构尺寸与建筑物参数集中对应的参数赋值关联起来,将各建筑物参数集的参数赋值相应建筑物的结构尺寸;
步骤5:编写改变参数涵洞典型段数的判断规则;
步骤6:调试各参数,制作工程模板,设定输入元素,导出用于实例调用及后期三维出图或三维计算的建筑物参数集。
2.根据权利要求1所述一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:所述步骤1中,所述输入元素包括堤顶中心轴线(1)、穿堤涵闸桩号点(2)、Z=0平面(3)。
3.根据权利要求2所述一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:所述步骤2中,所述建筑物参数集包括定位参数集、控制尺寸参数集、进水渠参数集、闸室参数集、启闭机房参数集、涵洞参数集及出水渠参数集。
4.根据权利要求3所述一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:所述步骤3中,所述三维模型骨架包括闸室进口底部中心轴线(4)、进水渠定位轴系(5)、闸室定位轴系(6)、涵洞典型段定位轴系(7)、涵洞非典型段定位轴系(8)、出水渠定位轴系(9)。
5.根据权利要求4所述一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:所述步骤4中,所述建筑物包括进水渠护坦(10)、进水渠(11)、闸室(12)、启闭机房(13)、涵洞典型段(14)、涵洞分缝混凝土包箍(15)、涵洞非典型段(16)、出水渠消力池(17)、出水渠护坦(18)。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述一种基于BIM技术的穿堤涵闸智能化设计方法,其特征在于:所述步骤5中,所述判断规则为:
设置改变参数涵洞模型典型段(14)的数量n(n≥1),
当n=1时,涵洞典型段阵列不激活;
当n>1时,按参数涵洞典型段数量阵列。
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