基于BIM-Dynamo的參數化預制構件探索

代振坤

江蘇省建筑設計研究院有限公司，江蘇南京 210019

BIM技術主要是對建筑設施的實體和功能特性的數字化表達方式。BIM是一種數字信息的應用，不是單純的將數字信息進行集成，還可以用數字化方法來支持建筑工程的更完善發展，能使建筑工程不斷提高效率、減少風險。隨著計算機技術的引入和普及，建筑業通過BIM技術在預制構件上的參數化應用，在提高效率、節約成本和縮短工期方面必將發揮很大作用。

雖然截至目前利用CAD制作的預制圖紙深化能使構件廠的需求基本上得到滿足，也解決了手工繪制和修改易出現錯誤的弊端。然而特別易出現錯誤并且工作量極大，很難準確的對復雜結點鋼筋的排布進行把控。如果要使裝配式建筑出圖的工作量大大的減少，使出圖質量提高，那么需要將預制構件建模并且參數化鋼筋排布，從而使鋼筋的參數得到控制來快速準確地建立預制構件的模型。入手由Dynamo圖形化編程軟件編寫的程序，本文分析了Revit中完成拼裝和鋼筋排布以及生成參數化預制構件模型。

1 建模軟件

在BIM應用層面，revit是應用相對比較廣泛的建模軟件。該軟件可以在構件中把鋼筋繪制出來，然而這個功能在操作上相當的繁瑣。在當前的 BIM 技術應用下，revit 平臺在三維建模模型修改缺少聯動性，重復利用率很低，很大程度上導致BIM工作的效率低。另外，Revit中，族的概念非常重要，Revit自帶的族創建功能雖然能對鋼筋設置參數，但是同樣是做一個門族，不同的人做出來的效果會差別很大。尺寸的約束是否完整，參數設置是否合理是非常需要了解的。因此，預制構件中邏輯關系非常復雜，并且不是所有鋼筋都能參數化創建，Dynamo為了加強Revit的參數化設計能力而生。通過Dynamo，我們可以以一個循環的方式來整合并更新設計。所以，本文通過Dynamo的優勢，使設計師建立視覺邏輯來探索參數化的概念設計，并自動化各類任務。作為Revit的延展，Dynamo使得BIM的運算設計成為可能。通過復雜設計，并基于一系列已定義的規則而進行快速迭代，建筑師可以快速開展項目。

2 預制構件參數化模型

2.1 預制混凝土疊合板

通過Dynamo編程生成了預制部分的鋼筋桁架疊合板中底板模型（圖1）。在這個模型中，疊合樓板的混凝土等級、底板厚度、鋼筋直徑、桁架高度、外伸鋼筋的長度等都可以利用參數來控制，同時分成中板和邊板兩種類型。

圖1 預制混凝土疊合板模型

2.2 預制疊合梁

利用Dynamo編程參數，鋼筋桁架疊合梁的預制部分在Revit中產生。為了達到共同控制模型的配筋及梁尺寸的目的，需要通過Dynamo參數區和Revit里構件屬性中的參數的各種參數聯動。從而對于尺寸不同的梁，都能實現梁底筋的直徑、數量、筋的數量及位置、一層或多層排布的排布方式的參數化控制，同時得到相關的預制鋼筋桁架疊合梁模型（圖2）的所有參數。

圖2 預制疊合梁模型

2.3 預制剪力墻（圖3）

圖3 預制剪力墻模型

同樣的道理，如圖3可以看到在Revit中運用Dynamo編程生成預制剪力墻內墻“一”字型模型。剪力墻的縱向鋼筋及水平鋼筋的外伸長度可以參數化控制。

2.4 預制構件染色處理

通過Dynamo程序對Revit中的結構構件進行染色處理，使得不同梁底凈高的梁呈現不同顏色。在多個參數化預制構件模型拼裝過程中，可通過顏色判斷梁底凈高等參數，提高三維設計、施工效率。

3 預制構件拼裝標準層

建立相關構件并完成 Dynamo 節點邏輯表達，可通過參數在Revit中將構件快速拼裝成完整的建筑模型。通過Revit實現預制構件設計，將粗放型設計模式轉變為精細化設計模式，提升了全流程效率和質量。本文討論了在設計過程中完成碰撞檢測，即時解決沖突，并且三維可視化智能拆分，利用Revit族功能來組裝標準層，并且如圖4增加了疊合樓板的現澆部分。

圖4 預制構件拼裝標準層模型

4 結語

本文運用Dynamo和Revit相互結合的方式，來進行幾何設計，將Revit的幾何能力拓展到了更高一級的層次。通過建立參數化BIM模型，對模型進行可視化交底、過程信息記錄等，簡單有效，更易理解，對于施工方案可以通過分析其可行性不斷調整，創造更多可能性的案例。

在今后的研究中，要繼續豐富Revit的參數化預制構件庫，擴寬能選用的預制構件種類，同時加入建筑的做法，將 BIM 技術所帶來的高效率、高標準發揮出來。