CN112836285A - 一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法 - Google Patents

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秦明
段译斐
黄炜
吕伯阳
胡又文
逯同洋
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Abstract

一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，根据工程设计图纸在Revit平台中建立结构模块混凝土模型；对构件内的钢筋分类，形成标准化钢筋数据表；在Dynamo中选择构件边缘线作为钢筋参考线；调用钢筋数据表；根据保护层厚度对参考线进行偏移，引入Number模块，修正参考线的位置；按照钢筋间距与钢筋根数对参考线进行图形学变换；在构件中形成定位准确的钢筋中心线；利用Rebar.ByCurves模块创建钢筋；重复对所有构件进行上述操作，完成钢筋模型的创建。本发明融合了自定义的异形构件，通过将构件边缘线与钢筋中心线的位置关联，用数据驱动的方式快速建立钢筋模型，实现了钢筋建模的精准性与模型二次修改的动态性、便捷性。

Description

一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法
技术领域
本发明属于建筑信息模型构建技术领域，具体涉及一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法。
背景技术
近年来，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)技术在建设工程领域飞速发展，BIM模型已成为存储工程数据的重要载体，其创建的效率影响着工程实现信息化的进程。Revit软件作为主流的BIM设计工具，在钢筋建模过程中需要建立多个参照平面才能确定钢筋位置，步骤繁琐，建模效率低。如今大量插件的涌入，如速博插件、广联达钢筋翻样等解决了规则构件的参数化钢筋建模问题，而在复杂构件方面仍有不足，无法通过数据驱动建立对应的钢筋信息模型，如在核电、输变电工程中，其建设具有超高系数的质量安全需求，超大体积的异形构件模块化施工方式，尤其是在基础工程中需要使用大量的、排布复杂的异形钢筋，造成钢筋参数化建模与精细化管理的任务难度大。对于复杂特殊工程而言，具体表现在：1)混凝土主体体积大，洞口与降板异形区域多；2)钢筋排布方式为多排多层，配筋量大，节点复杂；3)施工方案分区分段较多，单一软件功能无法满足建模需求，需多种软件配合使用；4)钢筋信息数据难以在不同软件平台流通，需进行定向开发。因此，现阶段如何充分使用BIM技术，通过单一平台，精准快速建立复杂钢筋模型可为此打开新的思路。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，能够结合自定义的异型构件，通过构件边缘线与钢筋中心线的位置关联，用数据驱动的方式快速建立钢筋模型，实现了钢筋建模的精准性与模型二次修改的动态性、便捷性；具有方法步骤简捷、数据化建模效率高、精准性好及适用面广的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，具体包括以下步骤：
步骤一、根据工程设计图纸在Revit软件中建立结构模块的整体三维模型；
步骤二、建立结构模块的钢筋信息模型
S1建立对应构件的钢筋数据表
结合工程设计图纸，对每一个构件内部的钢筋进行分类，符合规律变化的钢筋分为一类；对于同一类钢筋，统计钢筋间距、钢筋根数、钢筋直径、强度等级、端部弯钩角度的数据；统计方式为从工程设计图纸中查看并填写到Excel数据表中；同时统计混凝土保护层厚度，建立Excel数据表；
S2建立钢筋中心线
在Dynamo中，利用Select Edge节点模块选择构件某一边缘线，将其作为一种类型钢筋的初始参考线；通过Data.ImportExcel模块调用步骤S1数据表的保护层厚度、钢筋的间距与根数；根据保护层厚度对参考线进行偏移，同时引入Number模块，对参考线的位置进行修正；按照钢筋间距与钢筋根数对参考线进行复制偏移、复制旋转或复制镜像操作，得到此类型钢筋的钢筋中心线；再选择其他类型钢筋的参考线，重复步骤S2，最终形成一个构件内完整的钢筋中心线；
S3建立钢筋信息模型
在Dynamo中，步骤S2中的钢筋中心线以属性为curve的数据集存在，将此数据集接入到Dynamo的Rebar.ByCurves模块中，沿着钢筋中心线自动创建钢筋；重复步骤S1、步骤S2对所有构件完成钢筋模型的创建。
所述步骤一中的三维模型由常规构件和异型构件组成；常规构件包括剪力墙、基础板、矩形梁、柱，其通过系统族建立；异型构件在基础区域包含基坑族、降板族，通过拉伸、融合、剪切或放样组合并参数化后建立。
所述剪力墙分为有洞口剪力墙、无洞口剪力墙，降板族包括一次降板和两次降板。
所述步骤S1中的规律变化指一根钢筋能通过包括偏移、旋转、镜像或阵列其中一次操作变换到另一根钢筋位置。
本发明的有益效果为：
1)对于异型、大体积、多洞口的复杂的混凝土实体而言，为其钢筋建模提供了一种新的思路，即通过构件边缘线与钢筋中心线的位置关联，用数据驱动的方式快速建立钢筋模型。
2)标准化的钢筋数据表，参数化的异型构件，模块化的Dynamo节点，可以快速精确地调整、修改钢筋信息模型，也减少了大量机械化的建模工作，提高了建模效率。
3)此方法适用面广，该建模技术可以应用于几乎所有行业的预制混凝土构件或模块化结构的钢筋建模，具有提质增效的作用。
附图说明
图1为本发明工作流程示意图。
图2为本发明结构模块及异型构件示例图。
图3为本发明异型构件参数图。
图4为本发明标准化钢筋数据表字段类型示例。
图5为本发明构件的钢筋中心线示例图。
图6为本发明Dynamo部分节点图。
图7为本发明一种构件钢筋模型图示例。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，具体包括以下步骤：
如图1，步骤一、根据工程设计图纸在Revit软件中建立结构模块的整体三维模型；三维模型由不同的构件组成，常规梁板柱构件，在软件中会提供，异形构件通过软件功能，自定义建立，最终按照对应位置把构件拼接，是本领域公知；这个过程中需考虑两点，一方面是结合实际施工情况与模型几何特征对结构模块三维模型构件化分析，用来确定多种标准化构件族，具体的因素包含模型几何特征、构件功能与施工难易度，比如降板区域和多洞口墙体可单独拆分出来，大体积规则楼板可进行合并；另一方面通过设计多种参数化异形构件族，如基坑根据洞口类型可分为四棱柱基坑族与四棱台基坑族，降板区域根据降板数量可分为一次降板族和二次降板族，每种类型设计一种参数化构件族，如图3异形构件参数图，提高了结构模块建模的效率，为后续同类项目积累了可循环利用的数字资产；
步骤二、建立结构模块的钢筋信息模型
S1建立钢筋数据表
结合工程设计图纸，对每一个构件内部的钢筋进行分类，符合规律变化的钢筋分为一类；对于同一类钢筋，统计钢筋间距、钢筋根数、钢筋直径、强度等级、端部弯钩角度的数据；统计方式为从工程设计图纸中查看并填写到Excel数据表中；同时统计混凝土保护层厚度，建立Excel数据表；以带洞口的剪力墙为例，钢筋分为竖向钢筋、横向钢筋、箍筋、洞口加强筋、拉结筋五种类型；统计各类型钢筋对应的钢筋间距、钢筋根数、钢筋直径、强度等级、端部弯钩角度的数据，如图4标准化钢筋数据表字段类型图；为之后在Dynamo平台的数据调用与参数化建模提供了数据依据；
S2建立钢筋中心线
在Dynamo中，利用Select Edge节点模块选择构件某一边缘线，将其作为一种类型钢筋的初始参考线；通过Data.ImportExcel模块调用步骤S1钢筋数据表的保护层厚度、钢筋间距与钢筋根数；根据保护层厚度对参考线进行偏移，同时引入Number模块，对参考线的位置进行修正；按照钢筋间距与钢筋根数对参考线进行复制偏移、阵列或镜像操作，得到此类型钢筋的钢筋中心线；再选择其他类型钢筋的参考线，重复步骤S2，最终形成一个构件内完整的钢筋中心线；如图5一种构件部分钢筋中心线；此过程将构件边缘线与钢筋中心线的创建联系在一起，解决了钢筋中心线在构件内准确定位的问题，并用数据驱动的方式快速建立钢筋模型，实现了钢筋建模的精准性与模型二次修改的动态性、便捷性；
S3：建立钢筋信息模型
在Dynamo中，步骤S2中的钢筋中心线以属性为curve的数据集存在，将此数据集接入到Dynamo的Rebar.ByCurves模块中，如图6Dynamo部分节点图，沿着钢筋中心线自动创建钢筋，如图7一种构件钢筋信息模型图；重复步骤S2、S3对所有构件完成钢筋信息模型的创建。
所述步骤一中的三维模型由常规构件和异形构件组成；常规构件包括剪力墙、基础板、矩形梁、柱，其通过系统族建立；异形构件在基础区域包含基坑族、降板族，通过拉伸、融合、剪切或放样组合后建立；在上部区域的异形构件结合工程图纸确定，根据工程图纸设计多种参数化异形构件，提高了建筑结构模块的标准化，为后续项目增加了可循环利用的数字资产。
所述剪力墙分为有洞口剪力墙、无洞口剪力墙，降板族包括一次降板族类型和两次降板族类型。
所述步骤S1中的规律变化指一根钢筋能通过包括偏移、旋转、镜像或阵列其中一次操作变换到另一根钢筋位置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、根据工程设计图纸在Revit软件中建立结构模块的整体三维模型；
步骤二、建立结构模块的钢筋信息模型
S1建立钢筋数据表
结合工程设计图纸，对每一个构件内部的钢筋进行分类，符合规律变化的钢筋分为一类；对于同一类钢筋，统计钢筋间距、钢筋根数、钢筋直径、强度等级、端部弯钩角度的数据；统计方式为从工程设计图纸中查看并填写到Excel数据表中；同时统计混凝土保护层厚度，建立Excel数据表；
S2建立钢筋中心线
在Dynamo中，利用Select Edge节点模块选择构件某一边缘线，将其作为一种类型钢筋的初始参考线；通过Data.ImportExcel模块调用步骤S1钢筋数据表的保护层厚度、钢筋间距与钢筋根数；根据保护层厚度对参考线进行偏移，同时引入Number模块，对参考线的位置进行修正；按照钢筋间距与钢筋根数对参考线进行复制偏移、阵列或镜像操作，得到此类型钢筋的钢筋中心线；再选择其他类型钢筋的参考线，重复步骤S2，最终形成一个构件内完整的钢筋中心线；
S3建立钢筋信息模型
在Dynamo中，步骤S2中的钢筋中心线以属性为Curve的数据集存在，将此数据集接入到Dynamo的Rebar.ByCurves模块中，沿着钢筋中心线自动创建钢筋，重复步骤S2和S3对所有构件完成钢筋信息模型的创建。
2.根据权利要求1所述的一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，其特征在于：所述步骤一中的三维模型由常规构件和异形构件组成；常规构件包括剪力墙、基础板、矩形梁、柱，其通过系统族建立；异形构件在基础区域包含基坑族、降板族，通过拉伸、融合、剪切或放样组合并参数化后建立。
3.根据权利要求1所述的一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，其特征在于：所述剪力墙族的类型分为有洞口剪力墙、无洞口剪力墙，降板族的类型包括一次降板和两次降板。
4.根据权利要求1所述的一种建筑结构复杂模块钢筋快速建模方法，其特征在于：所述步骤S1中的规律变化指一根钢筋能通过包括偏移、旋转、镜像或阵列其中一次操作变换到另一根钢筋位置。
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