錨桿式擋土墻的Revit族創建與應用

高 升 鄧小云

(中國建筑科學研究院建筑設計院，北京 100013)

錨桿式擋土墻的Revit族創建與應用

高 升 鄧小云

(中國建筑科學研究院建筑設計院，北京 100013)

三維BIM技術發展迅速，并且已經越來越多的應用到工程實踐中，尤其是在一些地形或建筑、結構形式復雜的項目中，三維模型更能體現其優勢。本文介紹在某地形復雜的項目中，利用Revit軟件，實現錨桿式擋土墻族的制作與工程應用。

BIM；Revit；族；錨桿式擋土墻

1 工程概況

某大型山地項目，地面標高復雜，采用較多錨桿式擋土墻，在設計平面施工圖完成后，發現擋墻間的關系復雜，表達不夠清楚，難以指導施工，最終決定采用BIM技術進行三維建模以真實地反應場地及擋土墻狀況。

首先對原始的二維施工圖應有所了解，見圖1～圖4。

圖1 擋土墻平面局部放大圖

圖2 擋土墻展開立面圖

圖3 擋土墻剖面圖

圖4 擋土墻頂部詳圖

通過圖1-4我們發現，二維施工圖時代，繪圖人在平面上以直線表達定位，然后通過詳圖大樣及立面展開圖進行表達擋土墻的做法。使用者操作相對簡單。缺點是不能表達每一處的剖面節點，對一些相互關系不能表達很準確清楚。克服這些缺點的最好方法就是進行三維繪圖表達。但在三維繪圖時，我們首先要做到的卻是要能夠“簡便操作”。只有這樣才能使使用者在不浪費更多時間、精力的情況下獲得最完美的作品，從而切實體會到三維繪圖的優點。

2 錨桿式擋土墻族的制作

目前在Revit軟件及市場各類插件中都還沒有錨桿式擋土墻的族，所以我們只能自行制作。

(1)選擇族樣板文件

對于做任何族選擇最合理的族樣板顯得尤為關鍵。這直接決定了該族的使用方式。本工程擋土墻族我們選用“基于線的常規模型”族樣板文件進行制作。目的是使使用者以熟悉直線表達方式進行操作。

(2)確定使用插入點

以擋土墻擋板與下地面線的交點作為使用插入點。即所繪直線即為坡底地坪的外輪廓。該線即為圖2中的下地面線。

(3)繪制擋板常規模型

使用【融合】命令創建擋墻實體。

【編輯頂部】：首先進行首點處的截面繪制，對截面進行參數化。使用者將通過輸入首點的上下標高自動確定擋墻高度，并可輸入擋板厚度、傾斜角度、基礎尺寸、埋深、壓頂梁尺寸、截水溝尺寸等。見圖5。

【編輯底部】：然后進行末點處的截面繪制，末點處的基本形狀與首點處一致，但末點上、下標高應允許任意調整。末點繪制的難點即在于對插入點及坡頂點的平面定位。見圖6。

圖5 首點擋板截面

圖6 末點擋板截面

圖7 加肋柱的前立面圖

(4)肋柱

肋柱采用陣列的方式實現。但由于擋土墻高度是在變化的，即無法保證肋柱有統一的高度，簡單利用Revit陣列命令無法實現。于是我們采取了把肋柱分為上下兩段，分別沿上下地平線進行陣列，以達到所需效果。(但缺點是上下兩段柱會有部分重合，造成算量有誤差，目前此問題還未解決)

上下柱分別采用“公制常規模型”建立單獨的族，再以嵌入族的方式使用。

肋柱布置時的插入點定位也是關鍵。肋柱使用時應允許輸入肋柱左邊距，即首個肋柱距墻邊的距離，同時通過輸入肋柱間距，自動布置肋柱。前立面示意見圖7。

肋柱個數即陣列數 n=rounddown((長度 - 肋柱左邊距) / 肋柱間距) + 1；

肋柱總間距Xn=肋柱間距 * (n- 1)；

首肋柱下定位Y1=肋柱左邊距 * (YY-Y) / 長度 +Y；

首肋柱上定位Y11=H+ tan(角) * 肋柱左邊距 +Y；

末肋柱下定位Yn= (肋柱左邊距 +Xn) * (YY-Y) / 長度 +Y” ；

末肋柱上定位Ynn=H+ tan(角) * (肋柱左邊距 +Xn) +Y；

其中角=atan((末點上標高 - 首點上標高) * 1000mm/ 長度)。

(5)連接端處理

通過以下處理，一道擋土墻已經能夠實現。但實際應用中，當兩段直線形成夾角時，相鄰的實體無法連接成一個整體，如出現較大重疊或空隙。如圖8、9。

這就需要在連接時形成凹角時補出一部分墻，形成凸角時剪切一部分墻體。以達到良好的連接效果。

圖8 兩墻凹角相交時

圖9 兩墻凸角相交時

圖10 連接處理后的前立面圖

圖11 天花板平面

圖10即為經過連接處理后的前立面圖，左側用于凹角相連的情況，右側用于凸角的連接情況。突出或凹進的部分采用【拉伸】、【融合】及【空心拉伸】創建。與此同時關鍵都在于確定伸出或縮進的距離。通過一定的數學知識推導，得出以下參數算式：

首伸出= (H/tan(a) + 墻厚 /sin(a)) /tan(首角 / 2) ；

末縮進= (H1_2 /tan(a)) /tan(末角 / 2) ；

首溝伸出=(H /tan(a) + 墻頂梁寬 - t + 截水溝寬 + 溝壁厚) /tan(首角 / 2)；

末溝縮進= (H1_2 /tan(a) + 墻厚 /sin(a) + 截水溝寬) /tan(末角 / 2)；

其中a為擋土墻傾斜角度，本工程默認為80° ；

t=墻頂梁寬 - 墻厚 /sin(a)。

經此處理后，擋土墻間的連接基本滿足要求。

(6)平面表示處理

此時擋土墻的三維表達已經清楚，但平面表達卻顯得很亂。首先選中所有實體在【可見性設置】中設置為僅【精細】可見。然后在“天花板平面”中找到下地面線及上地面線的實體線位置用粗線繪制并與之鎖定。同時，我們在中間增加了擋土墻編號，在直線兩端增加首末點的上下標高，所有值均實現參數聯動，以便使用者應用及修改，見圖11。

(7)可見性選項

最后我們增加了“帶肋柱”“截水溝可見”“左、右標高可見”等一系列是否選項，并對相應實體進行了可見性關聯。以滿足用戶的不同需求。

(8)族的種類

前文提到由于使用時直線間有凹角和凸角兩種情況會出現，前文圖例為左凹右凸的情況，且目前無法在同一族中實現凹凸轉換，所以我們制作了四個族——即“凹凹”“凹凸”“凸凹”“凸凸”以滿足所有連接情況。

圖12 【屬性】對話框

圖13 【類型屬性】對話框

3 族的應用

圖12及圖13即為該族的【屬性】及【類型屬性】對話框，用戶輸入相應值，再在平面圖中繪制直線即可。圖14為繪制的平面圖，圖15為三維圖的工程應用實例，圖16為三維圖的局部放大。

圖14 擋土墻平面圖

圖15 擋土墻三維圖

圖16 擋土墻局部三維圖

4 總結

通過自建的擋土墻族，使用者只需在平面上繪制直線，修改標高文字，即可完成所有三維繪制工作。此種操作甚至比二維CAD繪制的還要快、準、好。所以我們得出結論：只要我們的BIM軟件能夠做到簡便操作，三維繪圖時代將很快到來。

[1]Autodesk Asia Pte Ltd. Autodesk Revit 2012族，同濟大學出版社，2012

[2]廖小烽，王君峰. Revit2013/2014建筑設計火星課堂，人民郵電出版社，2013

[3]柏慕培訓. Autodesk 官方標準教程(AOTC),Autodesk Revit Architecture高級應用，化學工業出版社，2008

Creation and Application Revit Family for Anchored Retaining Wall

Gao Sheng, Deng Xiaoyun

(ArchitecturalDesignInstitute，ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,China)

3D BIM technology has developed rapidly, and it has been more and more applied to the engineering practice, especially in some projects with complex terrain construction or structure form, and three-dimensional model can better reflect its advantage.In this article,a project of complex terrain is studied, which uses Revit software to realize the anchored retaining wall production and engineering application.

BIM; Revit; Family; Anchored Retaining Wall

高升(1976-)，男，國家一級注冊結構工程師。主要從事建筑結構設計工作。

TU17：TU476+·4

A

1674-7461(2015)01-0090-05