CN117171853A - 一种基于bim+c#的下挂板正向设计与施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑设计、施工技术领域中门窗洞口的上部结构处，尤其涉及一种基于BIM+C#的下挂板正向设计与施工方法，可推广应用至空调洞口、设备洞口、管道洞口等各类洞口的上部结构处；利用BIM+C#技术，针对洞口上部的下挂板，将原本施工阶段的深化设计这一步骤提前至建筑设计阶段的BIM正向设计，能够通过提前规定的设计原则和C#二次开发工具，完成洞口位置的识别、自动判别设计条件、自动生成下挂板和优化并导出正向设计图纸，实现高效、高质量的下挂板BIM正向设计，并衍生出创新的下挂板施工方法。
Description
技术领域
本发明属于建筑设计、施工技术领域中门窗洞口的上部结构处，尤其涉及一种基于BIM+C#的下挂板正向设计与施工方法，可推广应用至空调洞口、设备洞口、管道洞口等各类洞口的上部结构处。
背景技术
公建类项目，因自身功能的特殊性，设计所用的设备种类及数量是各类建筑中最多的，由此引起建筑的结构构造也很复杂。这其中，在门窗、设备、管道等洞口上方，通常设有结构梁。结构梁底与洞口顶之间的空间，有两类封堵方法：一是自结构梁底现浇下挂板，下挂板与结构梁连成一体；二是结构梁与洞口各自施工后，采用砌体等填充此空间。采用现浇下挂板施工，对于建筑结构自身的整体性是最好的，创新的对填充墙下挂板底部增加钢过梁作为承重支撑，更安全、易施工、节约成本。这种精益建造，要求对细部的设计要到位、管理的细节要求精、作业的操作要准确。但设计的现状是：建筑设计只提供一个下挂板节点详图或简单的文字说明；下挂板的具体位置没有详细图纸；未有下挂板设计要求的规范；并未考虑施工现场实际的施工难点与做法；下挂板数量多，逐个设计的效率低。设计细部不到位的问题，通常由施工前的深化设计来处理，施工单位采用CAD，在建筑平面图中，查找墙体与洞口位置；然后在结构图中，查找对应的结构梁位置；再将机电各专业进行叠图，查找下挂板处是否有管道穿过，以一个建筑面积10000平米的公建项目为例：需识别的墙体与门窗洞口数量达千余处；需计算的结构梁与门窗洞口距离达几百处；下挂板与水、暖、电、空调、消防等安装专业之间，需要筛选预留洞位置，数量达千余处；完成的深化设计采用CAD形式表达，如图2某下挂板处相关的梁、洞口、下挂板等构件信息繁多，需叠加文字注释与引出标注，且无法直观厘清复杂的空间关系；现场遇到图纸问题或者特殊复杂部位要变更设计时，需向建筑设计师反馈，得到确认与认可后，才可进行后续施工，从而拖延工期；以上操作：人工叠图，效率低；点位数量庞大，出错的概率高；二维平面表达，识图难度大、等待建筑设计师反馈等。
因此，在建筑设计阶段对门窗洞口上部下挂板进行快速、准确、完整、适用的正向设计，并提供准确、详实的图纸给施工方，施工方结合创新的下挂板正向设计图纸，采用创新的下挂板施工方法，是十分必要的，这也是精益建造的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BIM+C#的下挂板正向设计与施工方法，将原本施工阶段的深化设计这一步骤提前至建筑设计阶段的BIM正向设计，能够通过提前规定的设计原则和C#二次开发工具，完成洞口位置的识别、自动判别设计条件、自动生成下挂板和优化并导出正向设计图纸，实现高效、高质量的下挂板BIM正向设计，并衍生出创新的下挂板施工方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于BIM+C#的下挂板正向设计方法，包括以下步骤：
1)确定正向设计原则；
2)以正向设计原则为基准进行建模、合模，具体操作如下：
S1.设立项目的三维基点:
①设定：所有单体项目均以1轴与A轴交叉点作为自身的(±0.00)基准点，设定各单体项目基准点的黄海高程为hx，同时选择其中任意一个单体项目的基准点，作为整个建设项目的(0,0,0)基点，则基点的高程为h选；
②修正：采用高程相对修正法，完成对各非选单体项目基准点的位置调整，即为：h非选＝h选-hx
式中：h非选为该建设项目中，各非选单体项目的高程修正值；
h选为选择单体项目，其基准点的黄海高程值；
hx为非选单体项目，其基准点的黄海高程值；
③创建：非选单体项目在解锁建模基点的“剪裁状态”后，将h非选值输入至“高程”输入框中，以此为该单体项目的建模基点；
S2.以单体项目的建模基点，完成建筑、结构、机电、幕墙BIM模型的创建；
S3.在Revit中选择“插入-链接Revit模型”，定位方式为“自动-项目基点到项目基点”，将建筑、结构、机电、幕墙模型进行合并，进行三维模型检查，确保模型与最终蓝图无误；
3)采用结构梁下降碰撞法进行识别其空间位置，具体操作为：
S1.碰撞原则：若结构梁与洞口顶发生碰撞，则正是现浇下挂板的空间位置，基于BIM技术，模型发生的碰撞位置可自动生成“冲突报告”，并可准确定位出相应位置，若不发生碰撞，在排除洞口上方非结构梁的洞口后，则为填充墙下挂板组；
S2.采用模数下降法约束验证是否发生碰撞，具体为
h＝a+b-c
式中：h为设定的下降量；
a是取自正向设计中给定的“现浇下挂板”设计长度；
b是取自建筑设计中所有洞口模数的最小值；c是一个量值，范围为0.1～(b-0.1)；
S3.将结构模型链接下降“h”后，运行Revit的“碰撞检查”功能，选取结构框架与建筑门窗洞口进行碰撞检查，即可在“冲突报告中”得到与现浇下挂板发生碰撞的洞口位置，从而定位到现浇下挂板的空间位置；
S4.筛选分组：碰撞检查的结果分为碰撞与非碰撞；对于所有碰撞，在Revit自动生成的“冲突报告”中，汇总了发生碰撞的洞口信息，也就是需生成现浇下挂板的位置，为“现浇下挂板组”；而剩余的非碰撞洞口，在排除洞口上方非结构梁的洞口后，可自定义Excel表汇总信息，即采用砌体等填充做法的位置，为“填充墙下挂板组”；
4)正向设计：包括设计和出图；
S1.设计
①功能构建，基于BIM技术，采用C#二次开发工具对Autodesk的API进行定制开发，通过代码实现自动在BIM软件中判别设计条件与现浇下挂板模型创建，具体包括以下步骤：
a.针对不同类别的下挂板创建族文件；
b.获取门窗洞口、门窗洞口所在的墙体厚度、门窗洞口正上方的结构梁的底部高程、材质、混凝土强度、门窗洞口两侧柱子空间位置信息、下挂板类别、设计条件信息，存入数据库；
c.自动计算现浇下挂板的尺寸、位置；
d.自动辨别设计条件，对每个现浇下挂板进行分类统计并生成识别信息；
e.根据门窗洞口和下挂板的空间坐标，基于创建的族文件来创建模型；
f.借助软件“品茗BIM模板工程设计”，生成模板与支架构件模型与图纸；
②载入机电模型；
③运用Revit的“碰撞检查”和“开洞”功能，对现浇下挂板进行开洞，得到最终模型；
S2.出图
①剖面：在建筑平面图中，定位到“现浇下挂板组”与“填充墙下挂板组”所在位置，采用“定向剖切法”进行剖切，剖切看线的竖向须垂直于现浇下挂板位置，剖切看线的横向须保证轴号从左到右为：阿拉伯数字顺序排列，拉丁字母顺次排列；采用Revit“剖面”功能，完成现浇下挂板的立面剖切；
②优化：在“现浇下挂板剖面详图”与“填充墙下挂板剖面详图”中，对“剖面”视图的范围进行调整，保证详图至少有两根轴线，且所在墙体完整；
③注释并导出：标注出门窗洞口、设备洞口、现浇下挂板、结构梁与轴线和层线的尺寸注释，导出所有“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”、“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”与“各层下挂板位置平面图.dwg”；
④检查并出图：检查图纸后采用“关联出图法”在“各层下挂板位置平面图.dwg”中，将每个“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”与“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”放置于对应位置，将详图与平面图中对应的下挂板进行连线，便于查找，即可完成“现浇下挂板正向设计图”与“填充墙下挂板正向设计图”，即模板与支架构件图纸，图纸交付于现场作业负责人。
进一步的，所述步骤a包括以下操作：
a1.根据下挂板类别、混凝土强度、设计原则信息进行分类；
a2.对于步骤a1中获取的每个构件类别，创建对应的族文件，这些族文件是通过族编辑器在族样板中生成的模型，允许自定义几何形状并设计多个可调参数，以改变模型的外形或数据统计；
a3.为族文件添加现浇下挂板属性参数。
进一步的，所述步骤a2包括以下过程：
a21.选择族样板文件，族样板文件的其中一实施例为“公制常规模型”；
a22.在族编辑器中创建现浇下挂板对象的几何形状；
a23.在族编辑器中对几何形状添加约束，实现参数控制；
a24.在族文件中添加族参数；
a25.对族文件进行测试，确保现浇下挂板对象的几何形状可以正确地由参数驱动。
一种基于BIM+C#的下挂板正向设计的施工方法，包括以下步骤：
1)现浇下挂板施工
S1.支架搭建：根据现浇下挂板详图的图示，搭建支架系统；
S2.模板安装：根据BIM正向设计图纸，准确地设置模板的位置和尺寸。安装方木作为次楞，钢管作为主楞进行布置和连接，加固完成后对其垂直度进行自检，垂直度允许偏差不大于8mm；
S3.模板调整、对齐并固定：在模板安装完成后，使用水平仪工具进行调整和对齐，确保模板的水平和垂直度与稳定性，将模板固定在支架上；
S4.钢筋安装：纵向钢筋采用直径为10mm的三级钢，间距为200mm，并与梁的钢筋绑扎在一起；箍筋为直径8mm的三级钢，间距为200mm；
S5.洞口支模：根据下挂板详图中的机电预留洞口位置，设置洞口支模，确保洞口的规格和位置与图纸相符；
S6.现浇混凝土：在钢筋、支架、扣件和模板安装完毕后，进行梁与下挂板混凝土的现浇，确保混凝土均匀充实，防止气孔和空隙。
2)填充墙下挂板施工
S1.底部支撑安装：根据“填充墙下挂板剖面详图”中钢过梁的长度，提前预制型号为HM294X200X8X12，材质为Q355B的钢过梁，安装在填充墙下挂板的底部位置，确保足够支撑“填充墙下挂板”的重量；
S2.连接板安装：使用6根6M20高强螺栓将钢过梁与材质为Q345B的8mm厚连接板进行连接，紧固螺栓确保连接稳固；
S3.锚筋连接：根据设计要求，在填充墙下挂板组的钢过梁端头两侧和钢过梁上方适当位置均设置锚筋孔，使用6根6M20锚筋与材质为Q355B的钢板进行连接；
S4.锚筋固定：将锚筋插入锚固孔中，并将其深入结构柱与结构梁长度为500mm；S5.支架搭建：在填充墙下挂板组施工区域，搭建稳固的支架系统，完工后拆除；S6.砌筑填充墙：在钢过梁、锚筋和钢板安装完毕后，进行钢过梁上方的填充墙砌筑。。
本发明具有的优点是：
1.基于下挂板正向设计原则，让复杂的洞口上部的下挂板位置识别与详图识图效率得到有效控制、设计更合理，BIM+C#的下挂板正向设计，将设计条件前置，解决了现浇下挂板设计条件判别、创建等重复性机械操作，出错的概率下降90％，设计效率提高90％；
2.BIM+C#的下挂板正向设计，可出具直观、准确的图纸，便于各阶段人员识图，相比于传统的文字说明与节点示意，识图效率提升90％；提供的构件加工制造图，减少现场作业人员的人工计算、构件加工等工序，提升施工效率10％；
3.采用“基点高程修正法”，仅对基点的高程进行修正，基点其他两维坐标的建立与CAD是一样的，便于人员上手；事前统一基准，避免了整个建设中的各单体项目合模错位，或者单个单体项目各专业间的合模错位问题；
4.采用“结构梁下降碰撞法”，可完成现浇下挂板的精准定位、精准筛选，准确度100％；
5.采用“定向剖切法”，按照指定的方向进行剖切，形成的下挂板剖面详图可将误识图的错误率降低为零；
6.采用“关联出图法”，将下挂板剖面图与平面图进行关联，减少多图纸之间相互索引，提高查找效率10％；
7.本发明采用下挂板正向设计、施工技术准备“一键”完成，现场管理变得有效、可控，精益建造能力提升50％；将原本施工阶段深化设计的步骤提前至建筑设计阶段，可有效避免在施工阶段深化下挂板存在问题时，需向设计师反馈、得到确认与认可后才能实施的困境；
8.填充墙下挂板采用钢过梁做法，使下挂板的适用范围不受下挂板长度的影响，适用面广。
附图说明
图1是本发明流程示意图。
图2是传统下挂板局部深化图。
图3是出图步骤中剖切平面关系图。
图4是本发明中采用定向剖切法的立面剖切详图。
图5是现浇下挂板支模示意图。
图6是填充墙下挂板示意图。
图7现场填充墙下挂板钢过梁图。
图8是成形效果图。
具体实施方式
一种基于BIM+C#的下挂板正向设计与施工方法，包括以下步骤：
1、准备工作
(1)正向设计原则
目前下挂板在设计中并未有相关的设计规范，而为了满足稳定性、强度、整体性、便于施工、提高抗震性等要求，经过多个项目的实施，总结出下方几点下挂板设计原则：
1)现浇下挂板的厚度与门窗洞口所属的墙同厚。便于施工。
2)现浇下挂板各侧伸出门窗洞口宜≥250mm。便于构造柱支撑。
3)现浇下挂板任意一侧距离最近的柱子净距≤250mm时，则延长该侧现浇下挂板宽度至柱子边缘。因为当净距≤250mm时，不易砌筑砌体墙。
4)以长度1m为界限：长度≤1m时，采用现浇下挂板做法；长度＞1m时，则采用填充墙下挂板，并增加钢过梁进行承重。
5)填充墙下挂板宜采用型号为HM294X200X8X12，材质为Q355B的钢过梁。
6)填充墙下挂板宜采用6M20高强螺栓与钢板穿孔塞焊。
7)填充墙下挂板宜采用材质为Q345B的8mm厚连接板。
8)填充墙下挂板宜采用材质为Q355B的钢板。
9)填充墙下挂板锚筋插入锚固孔中，并将其深入结构柱或结构梁长度≥500mm。
(2)建模、合模
1)基点
应用BIM技术建立模型的第一步，是设立项目的三维基点。
①设定
在一个建设项目中，所有单体项目均以1轴与A轴交叉点作为自身的(±0.00)基准点，设定各单体项目基准点的黄海高程为hx。
同时，选择其中任意一个单体项目的基准点，作为整个建设项目的(0,0,0)基点，则基点的高程为h选。
②修正
采用“高程相对修正法”，完成对各非选单体项目基准点的位置调整，即为：
h非选＝h选-hx
式中：
h非选为该建设项目中，各非选单体项目的高程修正值；
h选为选择单体项目，其基准点的黄海高程值；
hx为非选单体项目，其基准点的黄海高程值。
③创建
非选单体项目在解锁建模基点的“剪裁状态”后，将h非选值输入至“高程”输入框中，以此为该单体项目的建模基点。
2)以单体项目的建模基点，完成建筑、结构、机电、幕墙等BIM模型的创建；
3)在Revit中选择“插入-链接Revit模型”，定位方式为“自动-项目基点到项目基点”，将建筑、结构、机电、幕墙等模型进行合并；
4)进行三维模型检查，确保模型与最终蓝图无误。
(3)结构梁下降碰撞法
现浇下挂板可采用“结构梁下降碰撞法”进行识别其空间位置，其在建筑空间的位置关系从上至下依次是：结构梁、现浇下挂板、洞口。
碰撞原理
现浇下挂板生根于结构梁底，并与结构梁连成一体；现浇下挂板的底即为洞口的顶。也就是说，结构梁底部的标高-现浇下挂板的长度＝洞口顶部的标高。
在空间上，结构梁是不会与洞口顶发生碰撞的。
如果二者发生碰撞，则正是现浇下挂板的空间位置，而基于BIM技术，模型发生的碰撞位置可自动生成“冲突报告”，并可准确定位出相应位置。
所以，我们在各专业合并为一体的模型中，设定结构梁一定的下降量，并判断其与洞口是否发生碰撞，以此来确定现浇下挂板的空间位置。
2)模数下降法
h＝a+b-c
式中：h为设定的下降量；
a是取自正向设计中给定的“现浇下挂板”设计长度；
b是取自建筑设计中所有洞口模数的最小值，例如门窗表中，门洞M1221(宽1200mm×高2100mm)与M1222(宽1200mm×高2200mm)的设计模数为100；窗洞C0815(宽800×高1500)与C08155(宽800×高1550)的设计模数为50，则门窗洞口模数最小值为50，即b为50；
c是一个量值，范围为0.1～(b-0.1)。
3)将结构模型链接下降“h”后，运行Revit的“碰撞检查”功能，选取结构框架(结构梁)与建筑门窗洞口进行碰撞检查，即可在“冲突报告中”得到与现浇下挂板发生碰撞的洞口位置，从而定位到现浇下挂板的空间位置。
4)筛选分组
碰撞检查的结果分为碰撞与非碰撞。对于所有碰撞，在Revit自动生成的“冲突报告”中，汇总了发生碰撞的洞口信息，也就是需生成现浇下挂板的位置，为“现浇下挂板组”；而剩余的非碰撞洞口，在排除洞口上方非结构梁的洞口后，可自定义Excel表汇总信息，即采用砌体等填充做法的位置，为“填充墙下挂板组”。
2、正向设计
(1)设计
1)功能构建
基于BIM技术，采用C#二次开发工具对Autodesk的API(API是应用程序接口的缩写，它是软件之间进行通信和交互的方法)进行定制开发，通过代码实现自动在BIM软件中判别设计条件与现浇下挂板模型创建。具体实施包括：
步骤S1：针对不同类别的下挂板创建族文件；
步骤S2：获取门窗洞口、门窗洞口所在的墙体、门窗洞口正上方的结构梁、门窗洞口两侧柱子、下挂板类别、设计条件等信息；
步骤S3：自动计算现浇下挂板的尺寸、位置等；
步骤S4:自动辨别设计条件，对每个现浇下挂板进行分类统计并生成识别信息；
步骤S5：根据门窗洞口和下挂板的空间坐标，基于创建的族文件来创建模型；
步骤S6：借助软件“品茗BIM模板工程设计”，生成模板与支架构件模型与图纸。
作为其中一种实施例，所述步骤S1包括以下过程：
步骤S11：根据下挂板类别、混凝土强度、设计原则等信息进行分类；例如其中一种分类方法为：现浇下挂板、填充墙下挂板等类别。
步骤S12：对于步骤S11中获取的每个构件类别，我们创建对应的族文件。这些族文件是通过族编辑器在族样板中生成的模型，允许我们自定义几何形状并设计多个可调参数，以改变模型的外形或数据统计。这些族文件可以定义多个不同的族类型，虽然外观相似但几何尺寸不同。我们可以通过改变几何尺寸来调整模型的形状参数；
步骤S13：我们为族文件添加现浇下挂板属性参数。这些参数包括但不限于编码、类型、位置、材质、混凝土强度和状态等。编码ID在整个项目中是唯一的，用于识别每个构件对象，确保每个现浇下挂板都有唯一的编码。类型属性用于区分同一类别中不同类型的现浇下挂板，几何尺寸完全相同的现浇下挂板被编为同一类型。位置属性指明现浇下挂板的具体安装位置，帮助现场作业人员快速定位并核对施工位置的准确性。状态属性指示现浇下挂板的施工状态，用于管控施工进度，状态参数的赋值可以包括但不限于制造、运输、入库、安装以及浇筑等。
作为其中一种实施例，所述步骤S12包括以下过程：
步骤S121：选择族样板文件，族样板文件的其中一实施例为“公制常规模型”；
步骤S122：在族编辑器中创建现浇下挂板对象的几何形状；
步骤S123：在族编辑器中对几何形状添加约束，实现参数控制；
步骤S124：在族文件中添加族参数；
步骤S125：对族文件进行测试，确保现浇下挂板对象的几何形状可以正确地由参数驱动。
作为其中一种实施例，所述步骤S2包括以下过程：
步骤S21：获取门窗洞口的信息有三种方法：①读取软件中“冲突报告”中的门窗洞口信息，存入数据库中；②读取用户自定义的excel文件中的门窗洞口信息，存入数据库中；③获取用户选中的门窗洞口信息，存入数据库中。
步骤S22：获取门窗洞口所在墙体的墙厚度，信息存入数据库中；
步骤S23：获取门窗洞口上方结构梁的底部高程、材质、混凝土强度等信息，存入数据库中；
步骤S24：获取门窗洞口两侧最近的柱子空间位置信息，存入数据库中。
步骤S25：获取软件中，所有的下挂板类别信息，存入数据库中。
步骤S26：获取设计条件，如:现浇下挂板的“单侧伸出长度”与“距柱最大间距”等信息，存入数据库中。
作为其中一种实施例，所述步骤S3包括以下过程：
步骤S31：遍历每一个门窗洞口，自动辨别适用的下挂板类别；
步骤S32：获取步骤S2中与其相关的信息；
步骤S33：计算下挂板的尺寸、位置等信息；
作为其中一种实施例，步骤S31的一种实现方式：根据门窗洞口所属的分组，自动辨别适用的下挂板类别；例如：门窗洞口属于“现浇下挂板组”，则采用现浇下挂板类别。
作为其中一种实施例，所述步骤S33包括以下过程：
步骤S331：现浇下挂板尺寸信息的计算，现浇下挂板顶部高程＝洞口上方结构梁的底部高程；现浇下挂板底部高程＝洞口顶部高程；现浇下挂板宽度＝洞口宽度+S32获取的单侧伸出长度*2；现浇下挂板厚度＝洞口所在墙体的厚度。
步骤S332：现浇下挂板在洞口上方居中布置，计算其空间位置，用所述空间坐标用对应构件的定位点标高和轴号表示。
作为其中一种实施例，所述步骤S4包括以下过程：
步骤S41：进行设计条件判别，现浇下挂板任意一侧是否≤S32获取的“距柱最大间距”；
步骤S42：遍历每一个门窗洞口，确定下挂板类型；
步骤S43：根据步骤S42获得的现浇下挂板类型，计算每一个现浇下挂板类型的个数，进行现浇下挂板分类汇总统计；
步骤S44：生成现浇下挂板编码；
步骤S45：生成现浇下挂板识别码,识别码信息包括构件编码、型号、位置，主要尺寸、材质、安装说明、安装动画；安装动画指对安装流程比较复杂的现浇下挂板，制作安装动画，并存储于服务器中，与识别码相关联。
作为其中一种实施例，所述S41的一种实现方式为：根据步骤S33获取的现浇下挂板尺寸与位置信息，进行设计条件的判别，判断现浇下挂板任意一侧是否≤S32获取的“距柱最大间距”，如果现浇下挂板的宽度≤S32获取的“距柱最大间距”，则需要将下挂板的宽度延伸至柱子处，否则无需变动。
作为其中一种实施例，所述S42的一种实现方式为：根据步骤S33获得的现浇下挂板尺寸信息，即可确定现浇下挂板的类型，例如：现浇下挂板(长800*宽1500*厚200)。
作为其中一种实施例，基于创建的族文件来创建模型时需要在服务器中提取步骤S4存入的数据，所述步骤S5包括以下过程：
步骤S51，根据步骤S42获得的现浇下挂板类型，在族文件中创建族类型，并根据现浇下挂板类型对应的几何参数对族文件中相应参数进行赋值；
步骤S52，依次读取现浇下挂板空间坐标，选择相应族文件的现浇下挂板类型，在项目文件中创建构件对象；
步骤S53，针对项目文件中的每个现浇下挂板，对构件编码和识别码进行赋值。
作为其中一种实施例，所述步骤S6包括以下过程：
步骤S61：将BIM软件中的模型，导出“*.pmdb”格式的文件，在“品茗BIM模板工程设计”软件中，设置好所需参数，即可自动生成模板与支架。
步骤S62：利用软件的报表功能，创建统计报表，所述报表包括每一个模板与与支架构件类别的类型、材质、个数、尺寸信息，生成材料统计汇总表；
用于构件制造厂家加工零件；为了增加图纸的易读性，可采取三维图和平面图结合的形式；最终得到绘制模板与支架构件加工制造图；辅助现场前提预制模板与支设杆件。
可以对模板与支架构件进行施工管理，开发设计平台的施工管理系统，包括服务器端和移动终端；移动终端通过网络与服务器端连接。该管理系统允许实时监视下挂板、钢过梁、模板与支架构件等模型以及施工进度，也支持编辑和调整构件属性参数中的状态，还能对存疑部位进行反馈。以下是现浇下挂板的模板与支架构件加工安装的步骤：
①、构件加工制造：根据步骤S62中的构件加工制造图，进行零件加工，并实时将修改后的信息传输至服务器端。随后，打印步骤S45生成的构件识别码，粘贴在与现浇下挂板相应的模板与支架构件上，并将现浇下挂板属性参数中的状态参数修改为“制造”。
②、构件运输和入库：根据现浇下挂板类别及安装顺序，完成打包封装并将模板与支架构件运输至安装现场，随后进行入库。移动终端扫描构件识别码，并实时将修改后的状态参数传输至服务器端，将现浇下挂板状态参数更新为“运输”。
③、构件安装：通过扫描构件识别码，确定现浇下挂板在空间中的位置即可知道模板与支架构件的空间位置及其与周边构件的关系。同时，移动终端可用于扫描现浇下挂板识别码，并将现浇下挂板属性参数中的状态参数修改为“安装”，该修改信息也实时传输至服务器端。另外，如果存在相关的安装动画，也可在此步骤中查看。
④、问题反馈：在移动终端应用中，增加与现场施工相关的功能，例如：问题反馈功能，这样相关人员可以更好地与施工现场进行实时互动，使得项目管理人员、设计师、工程师、施工人员等可以在同一个平台上进行实时沟通、交流和协作。
通过以上步骤，可以实现构件的加工、运输和安装、问题反馈，并且通过移动终端与服务器端的连接，确保状态参数的实时更新与传输。
2)载入机电模型。
3)运用Revit的“碰撞检查”和“开洞”功能，对现浇下挂板进行开洞，得到最终模型。
(2)出图
1)剖面
在建筑平面图中，定位到“现浇下挂板组”与“填充墙下挂板组”所在位置，采用“定向剖切法”进行剖切。
剖切看线的竖向须垂直于现浇下挂板位置，剖切看线的横向须保证轴号从左到右为：阿拉伯数字顺序排列，拉丁字母顺次排列。
采用Revit“剖面”功能，完成现浇下挂板的立面剖切。
2)优化
在“现浇下挂板剖面详图”与“填充墙下挂板剖面详图”中，对“剖面”视图的范围进行调整，保证详图至少有两根轴线，且所在墙体完整。
3)注释
标注出门窗洞口、设备洞口、现浇下挂板、结构梁等与轴线和层线的尺寸注释。
4)导出所有“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”、“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”与“各层下挂板位置平面图.dwg”。
5)检查是否符合要求
检查图纸中，模型线、轴号、模型表面填充样式等无遗漏、无缺失、颜色易识别。
6)关联出图法
在“各层下挂板位置平面图.dwg”中，将每个“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”与“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”放置于对应位置；
将详图与平面图中对应的下挂板进行连线，便于查找，即可完成“现浇下挂板正向设计图”与“填充墙下挂板正向设计图”。
图纸交付于现场作业负责人。
3、施工方法
(1)现浇下挂板施工
1)支架搭建：
根据现浇下挂板详图的图示，提前准备合适尺寸的支架，然后搭建支架系统，用于支撑模板和混凝土的浇筑。支架的布置应均匀、稳固，确保模板能够承受浇筑过程中的荷载。
2)模板安装：
根据BIM正向设计图纸，准确地设置模板的位置和尺寸。安装方木作为次楞，钢管作为主楞进行布置和连接，加固完成后对其垂直度进行自检，垂直度允许偏差不大于8mm。
3)模板调整和对齐：
在模板安装完成后，使用水平仪等工具进行调整和对齐，确保模板的水平和垂直度与稳定性。
4)模板固定：
使用合适的扣件、螺栓等将模板固定在支架上，确保模板在浇筑过程中不发生移动和变形。
5)钢筋安装：
根据设计要求，纵向钢筋采用直径为10mm的三级钢，间距为200mm，并与梁的钢筋绑扎在一起；箍筋为直径8mm的三级钢，间距为200mm。
6)洞口支模：
根据下挂板详图中的机电预留洞口位置，设置洞口支模，确保洞口的规格和位置与图纸相符。
7)现浇混凝土：
在钢筋、支架、扣件和模板等安装完毕后，进行梁与下挂板混凝土的现浇，确保混凝土均匀充实，防止气孔和空隙。
(2)填充墙下挂板施工
1)底部支撑安装：
根据“填充墙下挂板剖面详图”中钢过梁的长度，提前预制型号为HM294X200X8X12，材质为Q355B的钢过梁，安装在填充墙下挂板的底部位置，确保足够支撑“填充墙下挂板”的重量。
2)连接板安装：
使用6根6M20高强螺栓将钢过梁与材质为Q345B的8mm厚连接板进行连接，紧固螺栓确保连接稳固。
3)锚筋连接：
根据设计要求，在填充墙下挂板组的钢过梁端头两侧和钢过梁上方适当位置均设置锚筋孔，使用6根6M20锚筋与材质为Q355B的钢板进行连接。
4)锚筋固定：
将锚筋插入锚固孔中，并将其深入结构柱与结构梁长度为500mm。
5)支架搭建：
在填充墙下挂板组施工区域，搭建稳固的支架系统，完工后拆除。
6)砌筑填充墙：
在钢过梁、锚筋和钢板等安装完毕后，进行钢过梁上方的填充墙砌筑。
Claims (4)
1.一种基于BIM+C#的下挂板正向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定正向设计原则；
2)以正向设计原则为基准进行建模、合模，具体操作如下：
S1.设立项目的三维基点:
①设定：所有单体项目均以1轴与A轴交叉点作为自身的(±0.00)基准点，设定各单体项目基准点的黄海高程为hx，同时选择其中任意一个单体项目的基准点，作为整个建设项目的(0,0,0)基点，则基点的高程为h选；
②修正：采用高程相对修正法，完成对各非选单体项目基准点的位置调整，即为：h非选＝h选-hx
式中：h非选为该建设项目中，各非选单体项目的高程修正值；
h选为选择单体项目，其基准点的黄海高程值；
hx为非选单体项目，其基准点的黄海高程值；
③创建：非选单体项目在解锁建模基点的“剪裁状态”后，将h非选值输入至“高程”输入框中，以此为该单体项目的建模基点；
S2.以单体项目的建模基点，完成建筑、结构、机电、幕墙BIM模型的创建；
S3.在Revit中选择“插入-链接Revit模型”，定位方式为“自动-项目基点到项目基点”，将建筑、结构、机电、幕墙模型进行合并，进行三维模型检查，确保模型与最终蓝图无误；
3)采用结构梁下降碰撞法进行识别其空间位置，具体操作为：
S1.碰撞原则：若结构梁与洞口顶发生碰撞，则正是现浇下挂板的空间位置，基于BIM技术，模型发生的碰撞位置可自动生成“冲突报告”，并可准确定位出相应位置，若不发生碰撞，在排除洞口上方非结构梁的洞口后，则为填充墙下挂板组；
S2.采用模数下降法约束验证是否发生碰撞，具体为
h＝a+b-c
式中：h为设定的下降量；
a是取自正向设计中给定的“现浇下挂板”设计长度；
b是取自建筑设计中所有洞口模数的最小值；c是一个量值，范围为0.1～(b-0.1)；
S3.将结构模型链接下降“h”后，运行Revit的“碰撞检查”功能，选取结构框架与建筑门窗洞口进行碰撞检查，即可在“冲突报告中”得到与现浇下挂板发生碰撞的洞口位置，从而定位到现浇下挂板的空间位置；
S4.筛选分组：碰撞检查的结果分为碰撞与非碰撞；对于所有碰撞，在Revit自动生成的“冲突报告”中，汇总了发生碰撞的洞口信息，也就是需生成现浇下挂板的位置，为“现浇下挂板组”；而剩余的非碰撞洞口，在排除洞口上方非结构梁的洞口后，可自定义Excel表汇总信息，即采用砌体等填充做法的位置，为“填充墙下挂板组”；
4)正向设计：包括设计和出图；
S1.设计
①功能构建，基于BIM技术，采用C#二次开发工具对Autodesk的API进行定制开发，通过代码实现自动在BIM软件中判别设计条件与现浇下挂板模型创建，具体包括以下步骤：
a.针对不同类别的下挂板创建族文件；
b.获取门窗洞口、门窗洞口所在的墙体厚度、门窗洞口正上方的结构梁的底部高程、材质、混凝土强度、门窗洞口两侧柱子空间位置信息、下挂板类别、设计条件信息，存入数据库；
c.自动计算现浇下挂板的尺寸、位置；
d.自动辨别设计条件，对每个现浇下挂板进行分类统计并生成识别信息；
e.根据门窗洞口和下挂板的空间坐标，基于创建的族文件来创建模型；
f.借助软件“品茗BIM模板工程设计”，生成模板与支架构件模型与图纸；
②载入机电模型；
③运用Revit的“碰撞检查”和“开洞”功能，对现浇下挂板进行开洞，得到最终模型；
S2.出图
①剖面：在建筑平面图中，定位到“现浇下挂板组”与“填充墙下挂板组”所在位置，采用“定向剖切法”进行剖切，剖切看线的竖向须垂直于现浇下挂板位置，剖切看线的横向须保证轴号从左到右为：阿拉伯数字顺序排列，拉丁字母顺次排列；采用Revit“剖面”功能，完成现浇下挂板的立面剖切；
②优化：在“现浇下挂板剖面详图”与“填充墙下挂板剖面详图”中，对“剖面”视图的范围进行调整，保证详图至少有两根轴线，且所在墙体完整；
③注释并导出：标注出门窗洞口、设备洞口、现浇下挂板、结构梁与轴线和层线的尺寸注释，导出所有“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”、“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”与“各层下挂板位置平面图.dwg”；
④检查并出图：检查图纸后采用关联出图法在“各层下挂板位置平面图.dwg”中，将每个“现浇下挂板剖面深化详图.dwg”与“填充墙下挂板剖面深化详图.dwg”放置于对应位置，将详图与平面图中对应的下挂板进行连线，便于查找，即可完成“现浇下挂板正向设计图”与“填充墙下挂板正向设计图”，图纸交付于现场作业负责人。
2.如权利要求1所述基于BIM+C#的下挂板正向设计方法，其特征在于：所述步骤a包括以下操作：
a1.根据下挂板类别、混凝土强度、设计原则信息进行分类；
a2.对于步骤a1中获取的每个构件类别，创建对应的族文件，这些族文件是通过族编辑器在族样板中生成的模型，允许自定义几何形状并设计多个可调参数，以改变模型的外形或数据统计；
a3.为族文件添加现浇下挂板属性参数。
3.如权利要求2所述的基于BIM+C#的下挂板正向设计方法，其特征在于：所述步骤a2包括以下过程：
a21.选择族样板文件，族样板文件的其中一实施例为“公制常规模型”；
a22.在族编辑器中创建现浇下挂板对象的几何形状；
a23.在族编辑器中对几何形状添加约束，实现参数控制；
a24.在族文件中添加族参数；
a25.对族文件进行测试，确保现浇下挂板对象的几何形状可以正确地由参数驱动。
4.如权利要求1-3任一所述的基于BIM+C#的下挂板正向设计的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)现浇下挂板施工
S1.支架搭建：根据现浇下挂板详图的图示，搭建支架系统；
S2.模板安装：根据BIM正向设计图纸，准确地设置模板的位置和尺寸。安装方木作为次楞，钢管作为主楞进行布置和连接，加固完成后对其垂直度进行自检，垂直度允许偏差不大于8mm；
S3.模板调整、对齐并固定：在模板安装完成后，使用水平仪工具进行调整和对齐，确保模板的水平和垂直度与稳定性，将模板固定在支架上；
S4.钢筋安装：纵向钢筋采用直径为10mm的三级钢，间距为200mm，并与梁的钢筋绑扎在一起；箍筋为直径8mm的三级钢，间距为200mm；
S5.洞口支模：根据下挂板详图中的机电预留洞口位置，设置洞口支模，确保洞口的规格和位置与图纸相符；
S6.现浇混凝土：在钢筋、支架、扣件和模板安装完毕后，进行梁与下挂板混凝土的现浇，确保混凝土均匀充实，防止气孔和空隙。
2)填充墙下挂板施工
S1.底部支撑安装：根据“填充墙下挂板剖面详图”中钢过梁的长度，提前预制型号为HM294X200X8X12，材质为Q355B的钢过梁，安装在填充墙下挂板的底部位置，确保足够支撑“填充墙下挂板”的重量；
S2.连接板安装：使用6根6M20高强螺栓将钢过梁与材质为Q345B的8mm厚连接板进行连接，紧固螺栓确保连接稳固；
S3.锚筋连接：根据设计要求，在填充墙下挂板组的钢过梁端头两侧和钢过梁上方适当位置均设置锚筋孔，使用6根6M20锚筋与材质为Q355B的钢板进行连接；
S4.锚筋固定：将锚筋插入锚固孔中，并将其深入结构柱与结构梁长度为500mm；
S5.支架搭建：在填充墙下挂板组施工区域，搭建稳固的支架系统，完工后拆除；
S6.砌筑填充墙：在钢过梁、锚筋和钢板安装完毕后，进行钢过梁上方的填充墙砌筑。
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| Publication number | Publication date |
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| CN117171853B (zh) | 2024-04-26 |
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