基于Revit的轻钢龙骨复合墙参数化建模研究

2018-05-17，

土木建筑工程信息技术 2018年1期

，

(1.同济大学土木工程学院，上海 200092； 2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092)

引言

冷弯薄壁型钢房屋建筑结构体系是将冷弯薄壁型钢构件通过自攻螺钉连接形成轻钢骨架，而后在轻钢骨架上覆以建筑板材从而形成主体结构。与传统建筑结构体系相比，冷弯薄壁型钢房屋建筑结构具有抗震性能好、用钢量省、预制装配化程度高、施工周期短、钢材可回收利用等特点，适合工业化生产，符合绿色建筑要求[1]。在新型建筑工业化政策的推动下，工业化建造成为建筑企业竞相争夺的高地，轻钢龙骨体系工业化住宅是目前建筑领域最接近制造业产品生产方式的建筑，并且其建造管理也最有可能应用制造业先进的全过程信息化管理理念和技术[2]。

建筑信息模型(BIM)是对建筑物物理和功能的数字化表达。积极响应BIM等新兴技术，使用信息化手段，促进我国新型工业化发展是我国建筑业走向可持续发展的必然选择[3]。Revit作为当前主流的BIM软件和平台，在民用建筑的BIM应用中处于主导地位。模块化和参数化的设计理念、全面的建筑信息和友好的操作界面符合当前工业化发展的需要。

本文在Revit 2016和Revit API类库[4]的基础上，使用Visual Studio 2017软件和C#语言，结合《冷弯薄壁型钢结构技术规范》[5](GB 50018-2002)和《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》[6](JGJ 227- 2011)开发轻钢龙骨复合墙体的参数化建模插件，对轻钢龙骨复合墙体建筑建造中BIM技术的应用具有一定意义。

1 轻钢龙骨复合墙参数化建模要求

1.1 轻钢龙骨复合墙组成

低层冷弯薄壁型钢建筑的墙体，是由冷弯薄壁型钢骨架、墙体结构面板、填充保温材料等通过螺钉连接组合而成的复合体，其中钢骨架由立柱、顶导梁和底导梁、撑杆、结构面板、螺钉等组成如图1所示。非承重墙可不设置支撑、拉条和撑杆。如墙体包含洞口，则需要在洞口上方设置过梁，洞口两边设置洞口柱。

1.2 轻钢龙骨复合墙构造

立柱构造：立柱采用C型卷边冷弯槽钢构件，立柱间距为400 mm～600 mm；洞口处，立柱加强，当洞口宽度<3 m时，洞口柱为2根，当洞口宽度>=3 m时，洞口柱为3根，如图2所示；墙相交处，立柱加强，立柱形式如图3所示。

图1 轻钢龙骨复合墙组成

(a)洞口宽度<3 m (b)洞口宽度>=3 m
2 洞口处立柱构造

(a)L型相交 (b)T型相交 (c)十字型相交图3 墙相交处立柱构造

导梁构造：顶导梁和底导梁采用U型冷弯槽钢构件，构件壁厚不小于立柱壁厚。

撑杆构造：在立柱间均采用刚性支撑，即使用U型冷弯槽钢构件作为支撑，支撑的垂直间距通过参数控制。

过梁构造：过梁包括上下两根U型冷弯槽钢构件和左右两根C型冷弯槽钢构件，构造形式如图4所示，过梁与洞口柱的连接形式如图5所示。

图4 过梁构造图5 过梁与洞口柱的连接

结构板和螺钉构造：结构板左右边缘搭接在竖向立柱上，上下边缘搭接在导梁上或立柱间的刚性支撑上；结构面板与立柱连接的螺钉间距不大于300 mm。

1.3 复杂轻钢龙骨复合墙

1.1和1.2中介绍了一般轻钢龙骨墙体组成和各部分构造要求。实际中需考虑更加复杂的情况，如不规则轮廓的墙体和弧形墙体等，如图6所示。

图6 复杂轻钢龙骨复合墙

2 轻钢龙骨复合墙参数化建模插件实现流程

RevitAPI类库通过实现外部命令接口IExternalCommand来实现构件创建功能，通过实现外部应用接口IExternalApplication来定制功能面板。

定制的功能面板如图7所示。

图7 功能面板

基于Revit轻钢龙骨复合墙参数化建模插件实现过程如图8所示。

2.1 龙骨族创建

龙骨族包含龙骨柱和龙骨梁，龙骨柱为C型卷边薄壁槽钢，龙骨梁为C型卷边薄壁槽钢和U型薄壁槽钢两种。

2.2 插件界面设计

插件界面使用WPF创建，如图9所示。

图8 轻钢龙骨复合墙参数化建模插件实现过程

图9 复合墙创建界面

其中，Vertical Stud为立柱类型； Vertical Spacing为立柱间距，区分直线墙和弧形墙； Horizontal Spacing为刚性支撑的间距； Studs Break Bridgings为是否创建刚性支撑，其他参数为无关设置，此处不作说明。部分参数由程序通过获取模型信息自动生成，如导梁类型，会根据立柱类型进行匹配等。