CN111553011A - 一种基于bim的重力坝参数化建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM的重力坝参数化建模方法，包括以下步骤：在BIM软件中确定重力坝的设计方案，获得重力坝的平面位置和地质剖面图；确定重力坝的建基面，并建立对建基面识别或关联；建立重力坝设计的层级关系，分别按照功能、坝段编号、材料属性的不同对参数进行设置，并建立各建筑物参数之间的关联；根据不同坝段的输入参数及参数关联性，按坝段编号顺序生成模型。本发明使重力坝建模方法实现了参数化设计功能，只需输入或者关联相关的参数即可完成建模过程，而且能自动统计工程量，实现辅助计算，使其满足了不同阶段、不同类型的布置需求，实现了模型的快速建立和更新，修改方便，极大地缩短了项目策划周期，提高了设计效率。
Description
技术领域
本发明属于水利水电工程技术领域，特别涉及一种基于BIM的重 力坝参数化建模方法。
背景技术
重力坝是一种传统的坝型，该坝一般采用混凝土或浆砌石作为坝 身材料，其结构简单，施工方便，是一种整体性较好的刚性坝。中、 高坝常用这种坝型。目前最高的重力坝已达285m。国内的黄登水电 站、龙滩水电站、三峡水电站等大型水电工程均采用该坝型。
BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参 数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、建设、运行和维护的 全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种工程信息 做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的 各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩 短工期等方面发挥重要作用，在水电行业具有非常广阔的应用前景。
目前重力坝常用的BIM设计方法为：(1)利用重力坝平面图和地 质剖面图确定重力坝的纵剖面图和横剖面图，并确定了基础建基面和 坝轴线；(2)按照功能对重力坝进行分类，分为非溢流、溢流、底孔 等坝段，对功能不同的部位分别进行建模，并与基础进行布尔运算， 最终形成三维模型。
从上述方法看出，现有技术中已经开始进行重力坝的的三维建 模，但其存在以下缺点和局限：1)建模及模型修改难度较大、效率 较低的问题。2)现有的模型主要应用于三维出图和效果展示，在实 际工程设计过程中，工程量统计、结构计算及配筋等方面仍然存在很 大不足。
因此，如何结合BIM技术寻找一种更优的重力坝建模方法，成 为众多工程设计行业人士努力研究的方向。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中建模及修改模型难度 大、效率低，无法实现工程量计算等不足，提供一种基于BIM的重力 坝参数化建模方法，能够快速建模和修改模型，并能够自动统计工程 量，提供了设计效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于BIM的重力坝参数化建模方法，其特点是包括以下步 骤：
步骤1，在BIM软件中确定重力坝的设计方案，获得重力坝的平 面位置和地质剖面图；
步骤2，根据重力坝的平面位置和地质剖面图，确定重力坝的建 基面，并建立对建基面识别或关联；
步骤3，建立重力坝设计的层级关系，分别按照功能、坝段编号、 材料属性的不同对参数进行设置，并建立各建筑物参数之间的关联；
步骤4，根据不同坝段的输入参数及参数关联性，按坝段编号顺 序生成模型。
进一步地，所述步骤4中，还包括根据坝段编号及材料属性的不 同，统计输出工程量。
进一步地，还包括步骤5，根据结构计算和水力学计算的要求， 输出相关参数进行结构计算和水力学计算。
与现有技术相比，本发明使重力坝建模方法实现了参数化设计功 能，只需输入或者关联相关的参数即可完成建模过程，而且能自动统 计工程量，实现辅助计算，使其满足了不同阶段、不同类型的布置需 求，实现了模型的快速建立和更新，修改方便，极大地缩短了项目策 划周期，提高了设计效率。
具体实施方式
以某重力坝为例，该水电站处于预可阶段，坝高在100m左右。 现针对该工程的下坝址方案进行三维建模设计，包括以下步骤：
步骤1，在BIM软件中确定重力坝的设计方案，获得重力坝的平 面位置和地质剖面图。
因为水利水电项目一般分为预可研、可研、招标、技施等计算， 各阶段要求的设计精度是不同的，因此首先应建立不同阶段的设计目 标。结合国内外已建、在建、待建的重力坝工程，调研行业内重力坝 设计成功案例，对不同阶段的重力坝通用设计进行经验总结，对重力 坝的布置、结构型式等进行研究，确定重力坝典型设计方案、典型剖 面图。由于现有的100m级大坝技术相对成熟，总结黄登、龙滩等水 电站的布置方案进行设计，确定重力坝典型设计方案、典型剖面图， 由于为预可阶段，精度相对较低。
步骤2，根据重力坝下坝址的平面位置和地质剖面图，确定重力 坝的建基面，并建立对建基面识别或关联，从而能够提取相关参数或 者自动实现相关参数的更新。
步骤3，建立重力坝设计的层级关系，分别按照功能、坝段编号、 材料属性的不同对参数进行设置，并建立各建筑物参数之间的关联。
重力坝的典型剖面一般是按照功能来分：重力坝通常包括①非溢 流建筑物、②溢流建筑物、③中、底孔建筑物。根据施工要求，各建 筑物按照一定的间距又进一步细分为坝段，并进行编号如①坝段、② 坝段等。按照材料等属性的不同，各坝段又需进一步分层，如基础垫 层、变态混凝土层、碾压混凝土层等。
步骤4，根据不同坝段的输入参数及参数关联性，按坝段编号顺 序生成模型；并根据坝段编号及材料属性的不同，自动统计输出工程 量。
进一步地，还包括步骤5，根据结构计算和水力学计算的要求， 自动输出相关参数进行结构计算和水力学计算，免于重复输入数据并 实现数据的实时更新。
上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限 性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗 旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于 本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于BIM的重力坝参数化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在BIM软件中确定重力坝的设计方案，获得重力坝的平面位置和地质剖面图；
步骤2，根据重力坝的平面位置和地质剖面图，确定重力坝的建基面，并建立对建基面识别或关联；
步骤3，建立重力坝设计的层级关系，分别按照功能、坝段编号、材料属性的不同对参数进行设置，并建立各建筑物参数之间的关联；
步骤4，根据不同坝段的输入参数及参数关联性，按坝段编号顺序生成模型。
2.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝参数化建模方法，其特征在于，所述步骤4中，还包括根据坝段编号及材料属性的不同，统计输出工程量。
3.如权利要求1所述的基于BIM的重力坝参数化建模方法，其特征在于，还包括步骤5，根据结构计算和水力学计算的要求，输出相关参数进行结构计算和水力学计算。
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