某水庫(kù)岸邊溢洪道建筑信息模型應(yīng)用探討

牛立軍+國(guó)珍珍

摘 要：水利工程設(shè)計(jì)在上世紀(jì)90年代末期丟開(kāi)了圖板，進(jìn)入了基于AutoCAD為平臺(tái)的電腦繪圖階段，這種變革為提高設(shè)計(jì)效率和圖紙質(zhì)量做出了貢獻(xiàn)。如今，以AutoRevit為代表的BIM三維建模軟件在建筑領(lǐng)域中如火如荼的應(yīng)用，讓我們水利工作者再一次看到了AutoCAD當(dāng)年推廣應(yīng)用的類似情形。文章結(jié)合某水庫(kù)岸邊溢洪道，利用AutoRevit對(duì)建模和參數(shù)提取進(jìn)行了研究，并對(duì)概預(yù)算的應(yīng)用進(jìn)行了探討，為BIM軟件在水利行業(yè)的推廣拋磚引玉。

關(guān)鍵詞：溢洪道；BIM；REVIT；二次開(kāi)發(fā)；工程量

1 項(xiàng)目概況

某水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼有防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等功能的中型水利工程。水庫(kù)總庫(kù)容為1151萬(wàn)m3，最大壩高51.94m，正常蓄水位143.1m。溢洪道進(jìn)口選在距右壩肩上游約145m的埡口處并順沖溝展布，溢流凈寬22m，為開(kāi)敞式實(shí)用堰，堰頂高程129.0m，由進(jìn)水渠、控制段、側(cè)槽段、一二級(jí)泄槽段、底流消能段和海漫等組成。

2 溢洪道建筑信息模型創(chuàng)建

2.1 標(biāo)高軸網(wǎng)的創(chuàng)建

由于水利工程的布置、構(gòu)造、以及尺寸參數(shù)的不規(guī)則性，不同于房建工程，所以在繪制的時(shí)候不能完全照搬房建的建模方法[1]。房屋建筑的標(biāo)高是以樓層為參照，而溢洪道標(biāo)高的創(chuàng)建以控制高程為參照?；诮^對(duì)高程及CAD圖紙，共繪制了5個(gè)標(biāo)高（在南立面視圖中）。消力池段底板頂部高程F1（82.00m）、海漫段底板頂部高程F2（83.80m）、一級(jí)泄槽段底板頂部高程F3（122.35m）、側(cè)槽段底板頂部高程F4（123.30m）、進(jìn)水渠底板頂部高程F5（127.50m）。

房屋的軸網(wǎng)需根據(jù)房間布局創(chuàng)建，溢洪道要通過(guò)定位點(diǎn)定位到溢洪道的各橫斷面的中點(diǎn)，然后采用多段軸網(wǎng)的方式來(lái)繪制橫向軸網(wǎng)。溢洪道總寬度22000mm，橫向軸網(wǎng)為三條A、B、C，且AB=BC=11000mm。以樁號(hào)控制點(diǎn)繪制縱向軸網(wǎng)。縱向軸網(wǎng)六條分別以海漫左端、海漫右端、二級(jí)泄槽段右端、一級(jí)泄槽段右端、水平控制段右端、側(cè)槽段右端為參照建立。

2.2 族的創(chuàng)建

建筑信息模型中族的概念非常強(qiáng)大[2]，其主要分為系統(tǒng)族和可載入族兩種。創(chuàng)建水利工程模型需要首先創(chuàng)建水利工程特有的可載入族。即在Revit界面中點(diǎn)擊“新建族”，然后打開(kāi)“公制常規(guī)模型”，進(jìn)入族的創(chuàng)建。該溢洪道的族包括底板、擋墻、反濾層、盲溝、溢流堰、板的變坡和擋墻連接八類。下面以創(chuàng)建底板族為例說(shuō)明如何參數(shù)化創(chuàng)建水利工程需要的族。

2.2.1 底板族

族中項(xiàng)目瀏覽器的“立面”選項(xiàng)包括前、后、左、右四個(gè)立面，分別對(duì)應(yīng)Revit項(xiàng)目中南、北、西、東四個(gè)立面。海漫底板族的創(chuàng)建過(guò)程如下，在“創(chuàng)建”菜單中選擇“拉伸”命令，切換至右立面視圖并創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)20000mm，寬1500mm的矩形，拉伸深度設(shè)為30000mm，點(diǎn)擊“完成編輯模式”，則生成海漫的底板。標(biāo)注底板的長(zhǎng)、寬、高尺寸，并添加參數(shù)（選擇族參數(shù)、實(shí)例選項(xiàng)），通過(guò)修改參數(shù)便可得到相應(yīng)尺寸的底板。選中底板，點(diǎn)擊“材質(zhì)”的“關(guān)聯(lián)族參數(shù)”，進(jìn)而選擇“添加參數(shù)”。保存族便完成了海漫底板族的創(chuàng)建。擋墻、溢流堰創(chuàng)建與此方法類似，不再贅述。

在創(chuàng)建二級(jí)泄槽段等有坡度的底板時(shí)，選擇“放樣”命令，在前立面視圖中使用“參照線”工具建立相應(yīng)角度的參照線，點(diǎn)擊“拾取路徑”拾取參照線，點(diǎn)擊“完成編輯模式”，完成路徑的編輯。然后點(diǎn)擊“編輯輪廓”，在彈出的對(duì)話框中選擇左立面，編輯長(zhǎng)20000mm、寬500mm的長(zhǎng)方形輪廓，“完成編輯模式”，則生成圖形。側(cè)槽段內(nèi)角擋墻創(chuàng)建與此方法類似，不再贅述。

由于側(cè)槽段和進(jìn)水渠底板是不規(guī)則圖形，故需要在創(chuàng)建族時(shí)用“融合”命令。其步驟為：（1）選擇樓層平面中的“參照標(biāo)高”；（2）點(diǎn)擊“融合”命令，繪制相應(yīng)圖形，完成底部輪廓的編輯；（3）選擇“編輯頂部”命令，相同的圖形，將深度設(shè)為500mm；（4）“完成編輯模式”，生成底板。修改時(shí)，只需選中圖形后選擇“編輯底部”和“編輯頂部”命令進(jìn)行修改即可。

反濾層、盲溝通過(guò)改變底板的尺寸便可獲得。需要變坡的底板、反濾層、盲溝在其兩端各縮短2000mm，以便于后期變坡的處理。

2.2.2 底板變坡族和擋墻連接族

由于一二級(jí)泄槽段坡度不同，所以底板之間需要另外建族進(jìn)行連接。方法為：（1）使用“放樣”命令，根據(jù)一二級(jí)泄槽段底板角度，對(duì)兩邊各取2000mm長(zhǎng)度，編輯路徑，“完成編輯模式”；（2）點(diǎn)擊“編輯輪廓”進(jìn)入右立面，并編輯長(zhǎng)2000mm、寬500mm的長(zhǎng)方形，“完成編輯模式”。上述過(guò)程需要對(duì)路徑進(jìn)行尺寸標(biāo)注和添加參數(shù)，否則將不能在后期進(jìn)行尺寸修改。將族載入到項(xiàng)目中，并放置相應(yīng)位置。擋墻外角連接與此方法類似。

將所有族載入項(xiàng)目放置于相應(yīng)標(biāo)高和軸網(wǎng)之后，添加相應(yīng)材質(zhì)，模型創(chuàng)建成果圖如圖1所示。

溢洪道建模之后，在不同標(biāo)高的平面上可以查看溢洪道平面視圖，圖2是由F1、F3、F4標(biāo)高平面視圖組合而來(lái)的。

3 工程量統(tǒng)計(jì)與概預(yù)算

除了能進(jìn)行三維模型的創(chuàng)建，Revit軟件還提供了應(yīng)用程序編程接口（API）[3]，以便于外部程序?qū)evit進(jìn)行操縱和訪問(wèn)。同時(shí)，構(gòu)建的上述溢洪道模型會(huì)自動(dòng)將各種圖元的參數(shù)信息、尺寸信息、材料信息、圖紙等詳盡地收錄在參數(shù)庫(kù)當(dāng)中[4]。本文利用C#語(yǔ)言進(jìn)行編程，結(jié)合繪制的岸邊溢洪道三維模型，提取模型構(gòu)件的屬性信息和幾何尺寸信息，從而得出對(duì)應(yīng)的工程名稱、工程量，自動(dòng)導(dǎo)入到Excel表格，并與工程單價(jià)匯總表、概預(yù)算表鏈接，達(dá)到模型與概預(yù)算的結(jié)合。

3.1 建立二次開(kāi)發(fā)環(huán)境步驟

（1）與Revit建立聯(lián)系

在Visual Studio2012中，添加引用：RevitAPI.dll和RevitAPIUI.dll，這兩個(gè)文件在Revit的安裝目錄下。再添加引用System.windows.forms。

（2）與Excel建立聯(lián)系

添加引用：Microsoft.csharp、Microsoft.office.interop.Excel。

3.2 C#語(yǔ)言編程步驟

（1）在當(dāng)前目錄下建立一個(gè)Excel文件：book1.xlsx。

（2）編寫(xiě)代碼，打開(kāi)Excel文件。

（3）統(tǒng)計(jì)工程量。

首先選擇模型中的圖元元素，形成元素集合；然后遍歷每一個(gè)元素的每一個(gè)參數(shù)，再將標(biāo)記中的值寫(xiě)入Excel第一列，注釋中的值寫(xiě)入Excel第二列，體積值寫(xiě)入第三列。

（4）編譯加載

將代碼編寫(xiě)完整后進(jìn)行編譯生成dll文件，該dll文件所在的路徑存好。退出Visual Studio2012，用純文本方式編輯一個(gè)文件ExternalTool.addin（圖3）。并將該文件復(fù)制到目錄：C：＼ProgramData＼Autodesk＼Revit＼Addins＼201？（“？”表示與Revit版本一致）。

（5）運(yùn)行結(jié)果

打開(kāi)之前創(chuàng)建的溢洪道模型，框選整個(gè)溢洪道模型，選擇“附加模塊”→“外部命令”→“工程量統(tǒng)計(jì)”，即彈出工程量統(tǒng)計(jì)表，輸入定額編號(hào)即可列出單價(jià)和合價(jià)如表1所示。建筑工程單價(jià)匯總表是事先編好，也可工程量統(tǒng)計(jì)后再編制。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）本文通過(guò)溢洪道的建模過(guò)程，示例性地介紹了水工建筑物參數(shù)化建模方式，研究成果對(duì)于解決如何使用Revit來(lái)繪制水利工程設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┝藚⒖肌?/p>

（2）本文基于建筑信息模型編制AutoRevit API插件，統(tǒng)計(jì)了三維模型的工程量，并將其導(dǎo)入到EXCEL中進(jìn)行溢洪道概預(yù)算的編制，并借助Revit“一處改動(dòng)，處處改動(dòng)”的優(yōu)點(diǎn)，使工程造價(jià)也加入到修改聯(lián)動(dòng)中來(lái)，對(duì)方案比選、工程設(shè)計(jì)、工程結(jié)算等階段均有參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]孫少楠，張慧君.BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究[J].工程管理學(xué)報(bào)，2016，30（2）：103-108.

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