REVIT REVIT软件在水泥矿山破碎与输送设计中的应用

张俊阳，王光荣，汪瑞敏，梁玉雷

REVIT REVIT软件在水泥矿山破碎与输送设计中的应用

张俊阳，王光荣，汪瑞敏，梁玉雷

利用三维软件REVIT进行水泥矿山的破碎与输送设计，设计直观化，可大大减少设计中碰撞等缺陷，同时可以提高设计质量和设计效率，让整个设计过程变得真正精准而高效。本文结合水泥矿山设计实例，创建破碎与输送的三维模型，介绍三维软件REVIT在水泥矿山中的应用。

REVIT；水泥矿山；三维模型；破碎与输送

1　引言

计算机软硬件技术的突飞猛进及信息化技术在设计行业的普及和发展，使得应用了十几年的AutoCAD绘图软件开始显现弊病，二维设计已经不能满足市场要求，三维设计已经成为国内外设计行业发展的趋势。Autodesk REVIT面向建筑信息模型（BIM）而构建，支持可持续设计、碰撞检测、施工规划和建造，同时帮助工程师、承包商与业主更好地沟通协作。设计过程中的所有变更都会在相关设计与文档中自动更新，实现更加协调一致的流程，在三维设计中的应用越来越广泛。

2　 REVIT软件

2.1 REVIT简介

REVIT是Autodesk公司一套系列软件的名称，REVIT系列软件是专为建筑信息模型（BIM）构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。BIM能够帮助建筑师减少错误和浪费，以此提高利润和客户满意度，进而创建可持续性更高的精确设计。BIM能够优化团队协作，其支持建筑师与工程师、承包商、建造人员与业主更加清晰、可靠地沟通设计意图。

目前水泥矿山工程设计涉及多专业的协同设计，而且以前二维设计采用AutoCAD，REVIT是Autodesk公司的产品，与AutoCAD具有很好的兼容性，所以REVIT是一款比较适合的软件。

2.2 REVIT的优势

（1）使用REVIT可以导出族部件的三维尺寸和体积数据，为概预算提供资料，资料的准确程度同建模的精确成正比。

（2）在精确建模的基础上，用REVIT建模生成的平立图完全对得起来，图面质量受人为的因素影响很小。

（3）其他软件解决一个专业的问题，而REVIT能解决多专业的问题。REVIT不仅有建筑、结构、设备，还有协同、远程协同，云渲染，碰撞分析，绿色建筑分析等功能。

（4）强大的联动功能，平、立、剖面、明细表双向关联，一处修改，处处更新，自动避免低级错误。

3　 REVIT三维建模

3.1建模流程

在使用REVIT进行三维设计时，先确定项目施工工艺，根据工艺制作各种参数化工艺设备，然后再搭建建筑和结构框架，制作各种所需非标准件设备，等所有设备制作完成后，在建筑和结构的框架基础上进行组装整个项目模型，进行成果输出，完成施工图设计，设计流程如图1所示。

图1　 REVIT建模流程图

3.2参数化设备族文件

在REVIT中族是组成项目的构件，同时也是参数信息的载体，在项目设计开发过程中用于组成项目模型的构建。三维设计是以其强大的族库作为基础的，没有库，就建不成模型，做不了设计。REVIT系列软件作模型设计就是一个搭积木的过程，通过前期把相关的设备制作成相应的族文件，然后进行组装，所以设备族的制作成为建模的工作重点。

矿山破碎系统的机电设备、非标、管材等种类繁多，数量较大，建立相应的族就显得较为重要。对于参数化的设备族可以重复利用，这样可以大大减少以后创建相类似项目的模型，但是并非所有族都需要是参数化族，例如破碎机、收尘器等构造比较复杂的设备，就不适合参数化，但是可以对这些设备的零部件进行参数化。风管和溜子等非标件就可以建立标准参数化的基本模型库，在基本模型的基础上进行多层次的嵌套和驱动，最终达到空间多样化布置的要求；同时运用模型参数，进行各种规格材料的计算和统计，减少了很多繁琐的计算过程，大大提高了设计效率。

3.3建筑和结构框架

在REVIT中包含有丰富的常规构件族库，它对建筑结构研究得非常细致，建立了完整的梁、板、柱、门、窗、楼梯等族系统，可供选择的模型很多，大大缩短了建模时间。对于墙体、结构柱、梁、楼板等构件来说，构件的高度、厚度可以通过参数驱动进行修改，并具有延伸、倒角功能；楼梯的参数设置很细，踏步、栏杆、扶手等都能方便快速地建起来，可以通过参数的设置达到设计要求，对于建立设备基础、房屋等建筑物都非常简捷方便。

在矿山破碎车间中，支撑电动双梁起重机的牛腿柱、支撑重型板式给料机的基础、破碎机的下料口等构件，都可以利用软件中强大的模块化设计功能将其纳入标准化的专业构族库中，利用丰富的参数来控制族的变化，更改相应的参数就可以改变实体的大小，可以减少以后项目设计的重复工作。

3.4完成建模

当建模过程完成后，可以得到一系列的成果：任意的剖面设计图、任意角度的三维视图、相关材料的明细表、渲染图纸等，在三维设计中可以任意地截取剖面，最后再进行标注即可，满足设计出图的各种要求。

4　某水泥矿山BIM模型案例分析

4.1设计背景

某水泥矿山年产量320万吨，破碎机选用LPC型单段锤式破碎机，平均生产能力1 250t/h，给料粒度：1 200mm×1 000mm×1 500mm，出料粒度≤75mm。喂料选用重型板喂机2 300mm×10 000mm，给料粒度＜1 500mm，安装角度20°，生产能力1 500t/h。另外，在本车间还配备有气箱式脉冲袋收尘器，处理风量42 000m3/h，出口气体含尘浓度＜30mg/m3，还有组合式空气压缩机、离心式通风机、储气罐等设备。

4.2矿山破碎与输送工艺

本矿山的破碎与输送工艺：在卸料平台卸料口下设受料仓，仓下设重型板式给料机，板喂机喂料到破碎机进行石灰石破碎，破碎机下设一条出料胶带机，将碎石转运到进厂皮带机，然后运送到厂区。另外考虑到环保要求及工人操作条件，破碎车间内设有气箱脉冲袋收尘器进行除尘。破碎与输送工艺如图2所示。

4.3破碎与输送三维建模

4.3.1确定标高与轴线

首先要建立统一的轴网，它的作用主要是控制平面位置，保证各设计者设计的统一性。根据破碎车间的特点，轴网多采用板喂机、破碎机及收尘器等中心线。然后建立统一的标高，控制高程位置，标高平面多采用卸料平台平面、破碎平面、地沟平面和输送皮带平面等，搭好骨架后在此基础上进行建模。

图2　水泥矿山破碎与输送工艺图

4.3.2制作设备族

矿山破碎系统的工艺设备主要是重型板式给料机、破碎机、收尘器、电动双梁起重机和胶带机等机电设备，这些设备在三维设计中都不适合制成参数化族，否则就会造成嵌套杂乱导致错误，可以建立形状最简单、最基本的参数化族模型单元。复杂形状的族由基本族嵌套组合而成，这样可大幅度节省创建复杂族所需的时间。如图3胶带机就是由很多基本族组成的，例如输送胶带、机架、头部漏斗承载托辊等零部件组成，而这些零部件都是可以进行参数化设计控制尺寸和大小。图4所示为胶带机支腿的三维模型及参数设计，胶带机族就是由许多这样基本的零部件族拼装而成，这样可以使得族的形变非常灵活，作为嵌套族可以减少设计错误。

图3　胶带机三维展示

图4　胶带机支腿三维展示及参数设计

矿山的非标件都是为了环保收尘所做的，包含设备头罩、下料溜子和风管等几种类别，也可以参照设备族的制作方法，将复杂族拆分成许多基本的单元族，通过控制单元族的参数来控制复杂族的参数，这样设计十分灵活，进而也提高设计效率。

4.3.3创建建筑与结构框架

完成了破碎车间包含的设备族文件后，创建建筑与结构框架。建筑结构主要包含卸料平台、卸料仓、板喂机与破碎机基础和楼梯等构件，可以利用软件丰富而强大的系统族库完成建筑建模。牛腿柱、T型梁及主厂房机组段下部基础结构，族的建立，可以通过控制结构尺寸，达到参数化的效果。进一步建模过程中，卸料仓是不规则体构件，通过常规的建族方法（拉伸、放样、旋转和融合等）都不能很好完成，所以我们通过体量的建模方法完成，其缺点是不能进行参数化设计。矿山破碎与输送工艺三维建模如图5所示。

图5　破碎建筑三维展示

4.3.4建立三维模型

在完成族文件后，进行整个项目的搭建工作，主要根据设计要求放置板喂机、破碎机、收尘器、胶带机等设备。不同的构件因为族本身的设置以及安装位置的不同，需要同时进行二维、三维操作，这样可不断地切换二维和三维视图，既能加快绘图进度，还能对布置的实际情况进行确认，构件布置后的三维建筑模型见图6。

图6　破碎与输送系统三维展示

此外，REVIT软件提供碰撞检验功能，在构件布置完成后进行检验可以规避设计中的不合理布置，如各种设备以及与结构梁柱之间的交叉碰撞。这样不仅可以减少施工过程中返工造成的人力和资源的浪费，还可以有效缩短工期，提高工程质量。

4.4成果输出

采用REVIT软件来进行三维设计，最终目标是制成规范的二维施工图纸。图7为水泥矿山的破碎设计施工图纸，包含平面布置图和剖面布置图，可以从图中看出无论是平面布置图还是剖面图都可以清晰地将设计意图表达得十分清楚。在REVIT中标注是一件较为轻松的事，且在各图纸上对应的剖面或平面里修改任意元素的尺寸，REVIT都会实现实时的自动更新。为设计者提供更多方便，避免出现平面剖面尺寸或结构不对应的情况。

图7　破碎车间平面和剖面布置图

5　总结

从以上REVIT软件在水泥矿山破碎与输送上的应用实例，可以得出以下几点结论：

（1）REVIT软件可以很好地运用于水泥矿山破碎与输送系统的三维设计，与AutoCAD也能较好地兼容，能满足施工图设计出图要求。另外，在REVIT中最大的使用便利是能够生成各个位置的剖面图，而且这个剖切生成的图纸绝对是所剖位置的实景，非常有用。

（2）直观、方便、快捷、自动更新的修改方式更加优于普通的CAD设计，设计中不会出现二维图纸中结构尺寸相互不对应的情况，给施工图设计提供了许多方便。

（3）族的应用也是REVIT中的一项核心技术，可以将许多经常使用的单元构件做成参数化族，不断积累扩充自己的标准化族库，这将提高以后的同类型项目的设计效率。

（4）REVIT处理地形的能力非常有限，与常用矿山三维软件SURPAC也不能兼容，对于含复杂地形的项目的实用性就受到很大制约，需要借助其他软件才能满足要求。

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App lication of REVIT Software in CementQuarry Crushing and Conveying System Designing

ZHANG Junyang，WANG Guangrong，WANG Ruimin，LIANG Yulei
（Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300400，China）

Three-dimensional software REVIT can be used to visualize the cementquarry crushing and conveying system designing.Using REVIT can greatly reduce collision defects in design and make the whole design process truly accurate and efficient.By combiningwith designing instancesand building three-dimensionalmodel，application of REVIT software in cementquarry crushing and conveying system designingwas introduced in thisarticle.

REVIT；cementquarry；three-dimensionalmodel；crushingand conveying system

TQ172.611.9

A

1001-6171（2015）05-0093-04

通讯地址：天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400；2015-02-26；编辑：吕光