CN113536411A - 一种精确定位构件边线的bim建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统，方法包括如下步骤：获取构件信息数据，基于构件信息数据建立参数化构件族库，根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型，对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型，基于深化模型生成构件边线轮廓深化图，导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。本发明以二维图纸为依据，三维模型为基础，精准反应基础构件关系，快速定位模板边线，实现基础结构施工现场零返工、高效率、低成本的目的。

Description

一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统

技术领域

本发明属于结构基础施工技术领域，特别涉及一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统。

背景技术

在结构基础施工过程中，通常依靠图纸和现场实际测量放线做到垫层模板及其他构件的边线定位，但是这种传统方法并不能真实反映构件间的边线定位关系，只能一边施工一边发现问题并解决，即使采用BIM模型辅助定位，也要按照传统施工步骤从下至上逐步建模，遇到复杂节点只能针对性创建节点模型，构件应用不够灵活，另一方面，传统的建模方式常会忽略构件间的重叠问题，软件中两个单独的构件会形成两个独立的轮廓，无法真正做到“精确”出具轮廓图。按照此方式建模，模型越是精细，耗费的时间也就越长，往往建模工作还未结束，现场施工就已经进行下一阶段了，尤其是对结构基础形式复杂、工期要求紧张的项目，更容易造成BIM模型无用武之地的现象，既增加了时间成本与资源成本的投入，又降低了施工效率，同时也不符合国家绿色施工的理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统，以解决传统的建模方法无法精确出具轮廓图，构件应用不灵活的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种精确定位构件边线的BIM建模方法，包括如下步骤：

获取构件信息数据；

基于构件信息数据建立参数化构件族库；

根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型；

对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型；

基于深化模型生成构件边线轮廓深化图；

导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

根据本发明的一个具体实施例，获取构件信息数据包括：获取CAD图纸，基于CAD图纸获取构件信息数据，其中构件信息数据包括构件的尺寸，形状，放坡角度和材质。

根据本发明的一个具体实施例，基于构件信息数据建立参数化构件族库包括：

根据BIM的基于楼板的公制常规模型样板和基于楼板的公制轮廓样板创建基础构件；

对基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族；

判断多个参数化构件族的族参数是否可以任意更改，并且更改后的多个参数化构件族能够正常使用，如果是，将多个参数化构件族存入参数化构件族库中。

根据本发明的一个具体实施例，对基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族具体包括：

根据构件信息数据对基础构件的族参数进行设置，得到多个参数化构件族，其中族参数包括基础构件的放坡角度，尺寸和形状。

根据本发明的一个具体实施例，根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型包括：

根据CAD图纸创建筏板；

对参数化构件族进行参数设置，并将设置参数后的构件族放置在筏板的对应位置上，得到基础模型。

根据本发明的一个具体实施例，根据CAD图纸创建筏具体包括：

从CAD图纸中获取标高，并基于标高和施工流水段搭建筏板。

根据本发明的一个具体实施例，对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型具体包括：

查找基础模型中的相邻构件族的重叠部分，使用Revit软件的连接功能模块将任意相邻构件族进行连接，并剪切重叠部分结构，将任意相邻构件族连接为一个整体，结合现场工况对基础模型进行复核，得到轮廓连贯的深化模型。

根据本发明的一个具体实施例，基于深化模型生成构件边线轮廓深化图具体包括：

根据深化模型的构件放坡轮廓位置及轴网定位构件边线，生成构件边线轮廓深化图。

根据本发明的一个具体实施例，导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据具体包括：

采用Revit的出图功能模块，按施工流水段导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

一种精确定位构件边线的BIM建模系统，包括：

数据采集单元，用于获取构件信息数据。

构件族库建立单元，用于根据构件信息数据建立参数化构件族库。

模型建立单元，用于根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型。

模型深化单元，用于对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型。

图纸深化单元，用于根据深化模型生成构件边线轮廓深化图。

图纸导出单元，用于导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

与现有技术相比，本发明提供的一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统，以参数驱动族形成各种尺寸的构件，保证构件的灵活应用性，由于此种方式创建的族不具有唯一性，所以形成族库后还可在其他项目沿用。利用软件的“连接”功能“一键”将有重叠或复杂节点位置的构件互相剪切并连接，使其变成具有连贯轮廓的整体构件，使出具的图纸真正能够精准定义构件边线，极大地提高了建模速度和模型准确性，通过精确建模完整还原施工现场情况，充分考虑施工问题，提高了施工效率。采用三维模型出图的形式，更智能、更精确、更直观的反映构件间关系，实现项目可视化沟通管理。本发明摒弃了原始的垫层模板边线定位方式，以二维图纸为依据，三维模型为基础，精准反应基础构件关系，快速定位模板边线，实现基础结构施工现场零返工、高效率、低成本的目的。

附图说明

图1是根据本发明一实施例提供的一种精确定位构件边线的BIM建模方法流程图。

图2是根据本发明一实施例提供的参数化构件族库建立方法流程图。

图3是根据本发明一实施例提供的基础模型建立方法流程图。

图4是根据本发明一实施例提供的一种精确定位构件边线的BIM建模系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本申请的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。

在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。

在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

结合图1-图3，本发明实施例提供的一种精确定位构件边线的BIM建模方法，包括如下步骤：

S1：获取构件信息数据。

S2：基于构件信息数据建立参数化构件族库。

S3：根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型。

S4：对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型。

S5：基于深化模型生成构件边线轮廓深化图。

S6：导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

具体的，步骤S1获取构件信息数据包括：获取CAD图纸，基于CAD图纸获取构件信息数据，其中构件信息数据包括构件的尺寸，形状，放坡角度和材质，通过获取CAD图纸以便对需要建模的构件做系统的理解与分析，并从CAD图纸中获得构件信息数据。

具体的，步骤S2基于构建信息数据建立参数化构件族库包括：

S21：根据BIM的基于楼板的公制常规模型样板和基于楼板的公制轮廓样板创建基础构件。

传统族创建时，由于其建模流程的固化，通常建立不可更改的族构件放在复杂节点位置，或是每放置一个不同尺寸的族构件时都需返回编辑界面重新调整尺寸再另外保存，这种族即为“死族”，也是造成建模时间过长的原因之一。本发明实施例在建模初期通过获取CAD图纸对项目特征进行充分分析，由于建模的顺序和方式并不影响实际施工，故在创建族构件时需要选择相应的样板文件，本发明实施例选用“基于楼板的公制常规模型”和“基于楼板的公制轮廓”两种族样板，更利于本项目的实施。

S22：对基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族，具体包括：

根据构件信息数据对基础构件的族参数进行设置，得到多个参数化构件族，其中族参数包括基础构件的放坡角度，尺寸和形状。在筛选图纸信息并确定好族样板后，建立参数化构件族，并根据实际需求设置族参数。在设置族参数时，只需输入几个最主要的参数，例如长、宽、高、角度、材质等，过度的设置参数会导致族内信息冗杂，不易分辨。以参数驱动族形成各种尺寸的构件，保证构件的灵活应用性，采用此种方式创建的族不具有唯一性，形成族库后还可在其他项目沿用。

S23：判断多个参数化构件族的族参数是否可以任意更改，并且更改后的多个参数化构件族能够正常使用，如果是，将多个参数化构件族存入参数化构件族库中。

通过对创建完成的参数化构件族进行检测，可以保证对任意参数化构件族的族参数进行更改后，该构件能随参数的变化而变化，形成真正便于建模的“活族”。合格且能够使用的族一定是可以灵活改变参数的，如果测试时报错或是无法让族随参数而变化，则需返回创建阶段排查问题或是重新创建。对于同类型构件只需创建一个参数化构件族，后期建模时根据图纸要求更改对应参数即可，最后将测试无问题的参数化构件族整理归纳，建立电子档案，形成参数化构件族库，以便后续项目沿用，这样既可以保证项目资料得到妥善保存，又能实现资源的重复利用。

具体的，步骤S3根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型包括：

S31：根据CAD图纸创建筏板，具体包括：

从CAD图纸中获取标高，并基于标高和施工流水段搭建筏板。由于先导工作准备充分，本发明实施例只需根据标高创建筏板，创建时要符合施工习惯，以施工流水段的形式搭建模型。

S32：对参数化构件族进行参数设置，并将设置参数后的构件族放置在筏板的对应位置上，得到基础模型。

基于步骤S21，本发明实施例创建的族构件均是采用基于楼板的公制常规模型样板和基于楼板的公制轮廓样板创建的，故建立基础模型时，先创建筏板，在导入CAD底图后，首先根据标高快速建立各尺寸筏板，再载入已经做好的族构件，调整尺寸后放置在对应位置，族构件会自动扣减筏板，防止重复计算。整个过程无需考虑节点单独创建或是筏板开洞等问题，且族会自动对楼板进行剪切，建模人员不用再耗费大量精力用于开洞、标高比对等事情，这也是对建模过程的一个优化，通过软件本身的优势来缩短建模时间，另外，参数化构件族的应用也大大提高了构件布置速度。

具体的，步骤S4对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型具体包括：

查找基础模型中的相邻构件间存在的重叠部分和一些构件较密集的复杂节点，使用Revit软件的“连接”功能模块将相邻或节点位置的构件族进行连接，并剪切重叠部分结构，结合现场工况对基础模板进行复核，得到轮廓连贯的深化模型。通过对基础模板进行复核，发现并及时与设计方沟通出现的问题，这样出具的深化图纸会更加准确。

传统模型创建完成后，对碰撞在一起且位置合理的构件，往往采用“内建族”或“常规模型”导入外部族的形式将其创建为一个整体后再重新放置，采用此方法费时费力，对于多个且不同类型的组合型构件更是加大了建模难度，拖慢工作效率。本发明实施例通过对Revit软件的深度开发利用，采用其自带的“连接”功能，解决了以上所有问题。此项功能只需点选要互相扣减的构件，就可以去掉重复计算部分，使其连接为一个整体，且不限材质，不限数量。该功能既解决了构件碰撞问题，又提高了建模效率，还为后续出图提供了准确的构件轮廓。

具体的，步骤S5基于深化模型生成构件边线轮廓深化图具体包括：

根据深化模型的构件放坡轮廓位置及轴网定位构件边线，生成构件边线轮廓深化图。

具体的，步骤S6导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据具体包括：

采用Revit的出图功能模块，按施工流水段导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。对于数据的导出，可直接使用Revit自带的出图功能，本发明实施例依照现场施工要求，按流水段出具相关图纸，且还可以此为基础导出相应混凝土用量等数据。

实施例2

结合图4，本发明实施例提供的一种精确定位构件边线的BIM建模系统，包括：数据采集单元1、构件族库建立单元2、模型建立单元3、模型深化单元4、图纸深化单元5以及图纸导出单元6。

数据采集单元1，用于获取构件信息数据。

该模块通过获取CAD图纸，并基于CAD图纸获取构件信息数据，其中构件信息数据包括构件的尺寸，形状，放坡角度和材质，通过获取CAD图纸以便对需要建模的构件做系统的理解与分析，并从CAD图纸中获得构件信息数据。

构件族库建立单元2，用于根据构件信息数据建立参数化构件族库。

该模块首先根据BIM的基于楼板的公制常规模型样板和基于楼板的公制轮廓样板创建基础构件，再对基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族，通过判断多个参数化构件族的族参数是否可以任意更改且正常使用，如果是，将多个参数化构件族存入参数化构件族库中。

模型建立单元3，用于根据CAD图纸和参数化族库建立基础模型。

该模块首先根据CAD图纸创建筏板，再对参数化构件族进行参数设置，并将设置参数后的构件族放置在筏板的对应位置上，得到基础模型。

模型深化单元4，用于对基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到基础模型的深化模型。

该模块通过查找基础模型中的相邻构件族的重叠部分，使用Revit软件的连接功能模块将相邻或节点位置的构件族进行连接，并剪切重叠部分结构，结合现场工况对基础模型进行复核，得到轮廓连贯的深化模型。通过对基础模型进行复核，发现并及时与设计方沟通出现的问题，这样出具的深化图纸会更加准确。

图纸深化单元5，用于根据深化模型生成构件边线轮廓深化图。

该模块根据深化模型的构件放坡轮廓位置及轴网定位构件边线，生成构件边线轮廓深化图。

图纸导出单元6，用于导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

该模块利用Revit的出图功能模块，按施工流水段导出构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

综上所述，本发明提供的一种精确定位构件边线的BIM建模方法及系统，以参数驱动族形成各种尺寸的构件，保证构件的灵活应用性，由于此种方式创建的族不具有唯一性，所以形成族库后还可在其他项目沿用。利用软件的“连接”功能将有重叠的构件互相剪切并连接，使其变成具有连贯轮廓的整体构件，使出具的图纸真正能够精准定义构件边线，极大地提高了建模速度和模型准确性，通过精确建模完整还原施工现场情况，充分考虑施工问题，提高了施工效率。采用三维模型出图的形式，更智能、更精确、更直观的反映构件间关系，实现项目可视化沟通管理。本发明摒弃了原始的垫层模板边线定位方式，以二维图纸为依据，三维模型为基础，精准反应基础构件关系，快速定位模板边线，实现基础结构施工现场零返工、高效率、低成本的目的。

以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本申请文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内。本发明的保护范围仅以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取构件信息数据；

基于所述构件信息数据建立参数化构件族库；

根据CAD图纸和所述参数化族库建立基础模型；

对所述基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到所述基础模型的深化模型；

基于所述深化模型生成构件边线轮廓深化图；

导出所述构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

2.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述获取构件信息数据包括：获取CAD图纸，基于所述CAD图纸获取构件信息数据，其中所述构件信息数据包括构件的尺寸，形状，放坡角度和材质。

3.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述基于所述构件信息数据建立参数化构件族库包括：

根据BIM的基于楼板的公制常规模型样板和基于楼板的公制轮廓样板创建基础构件；

对所述基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族；

判断多个所述参数化构件族的族参数是否可以任意更改，并且更改后的多个所述参数化构件族能够正常使用，如果是，将多个所述参数化构件族存入参数化构件族库中。

4.根据权利要求3所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述对所述基础构件进行参数化定义，得到多个参数化构件族具体包括：

根据所述构件信息数据对所述基础构件的族参数进行设置，得到多个参数化构件族，其中所述族参数包括所述基础构件的放坡角度，尺寸和形状。

5.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述根据CAD图纸和所述参数化族库建立基础模型包括：

根据CAD图纸创建筏板；

对所述参数化构件族进行参数设置，并将设置参数后的构件族放置在所述筏板的对应位置上，得到基础模型。

6.根据权利要求5所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述根据CAD图纸创建筏板具体包括：

从所述CAD图纸中获取标高，并基于所述标高和施工流水段搭建所述筏板。

7.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于， 所述对所述基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到所述基础模型的深化模型具体包括：

查找所述基础模型中的相邻构件族的重叠部分，使用Revit软件的连接功能模块将任意相邻构件族进行连接，并剪切重叠部分结构，将任意相邻构件族连接为一个整体，结合现场工况对基础模型进行复核，得到轮廓连贯的深化模型。

8.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述基于所述深化模型生成构件边线轮廓深化图具体包括：

根据所述深化模型的构件放坡轮廓位置及轴网定位构件边线，生成构件边线轮廓深化图。

9.根据权利要求1所述的精确定位构件边线的BIM建模方法，其特征在于，所述导出所述构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据具体包括：

采用Revit的出图功能模块，按施工流水段导出所述构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

10.一种精确定位构件边线的BIM建模系统，其特征在于，包括：

数据采集单元，用于获取构件信息数据；

构件族库建立单元，用于根据所述构件信息数据建立参数化构件族库；

模型建立单元，用于根据CAD图纸和所述参数化族库建立基础模型；

模型深化单元，用于对所述基础模型进行碰撞分析与深化处理，得到所述基础模型的深化模型；

图纸深化单元，用于根据所述深化模型生成构件边线轮廓深化图；

图纸导出单元，用于导出所述构件边线轮廓深化图及其相关工程量数据。

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