锚杆式挡土墙的Revit族创建与应用

高 升 邓小云

(中国建筑科学研究院建筑设计院，北京 100013)

锚杆式挡土墙的Revit族创建与应用

高 升 邓小云

(中国建筑科学研究院建筑设计院，北京 100013)

三维BIM技术发展迅速，并且已经越来越多的应用到工程实践中，尤其是在一些地形或建筑、结构形式复杂的项目中，三维模型更能体现其优势。本文介绍在某地形复杂的项目中，利用Revit软件，实现锚杆式挡土墙族的制作与工程应用。

BIM；Revit；族；锚杆式挡土墙

1 工程概况

某大型山地项目，地面标高复杂，采用较多锚杆式挡土墙，在设计平面施工图完成后，发现挡墙间的关系复杂，表达不够清楚，难以指导施工，最终决定采用BIM技术进行三维建模以真实地反应场地及挡土墙状况。

首先对原始的二维施工图应有所了解，见图1～图4。

图1 挡土墙平面局部放大图

图2 挡土墙展开立面图

图3 挡土墙剖面图

图4 挡土墙顶部详图

通过图1-4我们发现，二维施工图时代，绘图人在平面上以直线表达定位，然后通过详图大样及立面展开图进行表达挡土墙的做法。使用者操作相对简单。缺点是不能表达每一处的剖面节点，对一些相互关系不能表达很准确清楚。克服这些缺点的最好方法就是进行三维绘图表达。但在三维绘图时，我们首先要做到的却是要能够“简便操作”。只有这样才能使使用者在不浪费更多时间、精力的情况下获得最完美的作品，从而切实体会到三维绘图的优点。

2 锚杆式挡土墙族的制作

目前在Revit软件及市场各类插件中都还没有锚杆式挡土墙的族，所以我们只能自行制作。

(1)选择族样板文件

对于做任何族选择最合理的族样板显得尤为关键。这直接决定了该族的使用方式。本工程挡土墙族我们选用“基于线的常规模型”族样板文件进行制作。目的是使使用者以熟悉直线表达方式进行操作。

(2)确定使用插入点

以挡土墙挡板与下地面线的交点作为使用插入点。即所绘直线即为坡底地坪的外轮廓。该线即为图2中的下地面线。

(3)绘制挡板常规模型

使用【融合】命令创建挡墙实体。

【编辑顶部】：首先进行首点处的截面绘制，对截面进行参数化。使用者将通过输入首点的上下标高自动确定挡墙高度，并可输入挡板厚度、倾斜角度、基础尺寸、埋深、压顶梁尺寸、截水沟尺寸等。见图5。

【编辑底部】：然后进行末点处的截面绘制，末点处的基本形状与首点处一致，但末点上、下标高应允许任意调整。末点绘制的难点即在于对插入点及坡顶点的平面定位。见图6。

图5 首点挡板截面

图6 末点挡板截面

图7 加肋柱的前立面图

(4)肋柱

肋柱采用阵列的方式实现。但由于挡土墙高度是在变化的，即无法保证肋柱有统一的高度，简单利用Revit阵列命令无法实现。于是我们采取了把肋柱分为上下两段，分别沿上下地平线进行阵列，以达到所需效果。(但缺点是上下两段柱会有部分重合，造成算量有误差，目前此问题还未解决)

上下柱分别采用“公制常规模型”建立单独的族，再以嵌入族的方式使用。

肋柱布置时的插入点定位也是关键。肋柱使用时应允许输入肋柱左边距，即首个肋柱距墙边的距离，同时通过输入肋柱间距，自动布置肋柱。前立面示意见图7。

肋柱个数即阵列数 n=rounddown((长度 - 肋柱左边距) / 肋柱间距) + 1；

肋柱总间距Xn=肋柱间距 * (n- 1)；

首肋柱下定位Y1=肋柱左边距 * (YY-Y) / 长度 +Y；

首肋柱上定位Y11=H+ tan(角) * 肋柱左边距 +Y；

末肋柱下定位Yn= (肋柱左边距 +Xn) * (YY-Y) / 长度 +Y” ；

末肋柱上定位Ynn=H+ tan(角) * (肋柱左边距 +Xn) +Y；

其中角=atan((末点上标高 - 首点上标高) * 1000mm/ 长度)。

(5)连接端处理

通过以下处理，一道挡土墙已经能够实现。但实际应用中，当两段直线形成夹角时，相邻的实体无法连接成一个整体，如出现较大重叠或空隙。如图8、9。

这就需要在连接时形成凹角时补出一部分墙，形成凸角时剪切一部分墙体。以达到良好的连接效果。

图8 两墙凹角相交时

图9 两墙凸角相交时

图10 连接处理后的前立面图

图11 天花板平面

图10即为经过连接处理后的前立面图，左侧用于凹角相连的情况，右侧用于凸角的连接情况。突出或凹进的部分采用【拉伸】、【融合】及【空心拉伸】创建。与此同时关键都在于确定伸出或缩进的距离。通过一定的数学知识推导，得出以下参数算式：

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

末缩进= (H1_2 /tan(a)) /tan(末角 / 2) ；

首沟伸出=(H /tan(a) + 墙顶梁宽 - t + 截水沟宽 + 沟壁厚) /tan(首角 / 2)；

末沟缩进= (H1_2 /tan(a) + 墙厚 /sin(a) + 截水沟宽) /tan(末角 / 2)；

其中a为挡土墙倾斜角度，本工程默认为80° ；

t=墙顶梁宽 - 墙厚 /sin(a)。

经此处理后，挡土墙间的连接基本满足要求。

(6)平面表示处理

此时挡土墙的三维表达已经清楚，但平面表达却显得很乱。首先选中所有实体在【可见性设置】中设置为仅【精细】可见。然后在“天花板平面”中找到下地面线及上地面线的实体线位置用粗线绘制并与之锁定。同时，我们在中间增加了挡土墙编号，在直线两端增加首末点的上下标高，所有值均实现参数联动，以便使用者应用及修改，见图11。

(7)可见性选项

最后我们增加了“带肋柱”“截水沟可见”“左、右标高可见”等一系列是否选项，并对相应实体进行了可见性关联。以满足用户的不同需求。

(8)族的种类

前文提到由于使用时直线间有凹角和凸角两种情况会出现，前文图例为左凹右凸的情况，且目前无法在同一族中实现凹凸转换，所以我们制作了四个族——即“凹凹”“凹凸”“凸凹”“凸凸”以满足所有连接情况。

图12 【属性】对话框

图13 【类型属性】对话框

3 族的应用

图12及图13即为该族的【属性】及【类型属性】对话框，用户输入相应值，再在平面图中绘制直线即可。图14为绘制的平面图，图15为三维图的工程应用实例，图16为三维图的局部放大。

图14 挡土墙平面图

图15 挡土墙三维图

图16 挡土墙局部三维图

4 总结

通过自建的挡土墙族，使用者只需在平面上绘制直线，修改标高文字，即可完成所有三维绘制工作。此种操作甚至比二维CAD绘制的还要快、准、好。所以我们得出结论：只要我们的BIM软件能够做到简便操作，三维绘图时代将很快到来。

[1]Autodesk Asia Pte Ltd. Autodesk Revit 2012族，同济大学出版社，2012

[2]廖小烽，王君峰. Revit2013/2014建筑设计火星课堂，人民邮电出版社，2013

[3]柏慕培训. Autodesk 官方标准教程(AOTC),Autodesk Revit Architecture高级应用，化学工业出版社，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，国家一级注册结构工程师。主要从事建筑结构设计工作。

TU17：TU476+·4

A

1674-7461(2015)01-0090-05