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一种基于BIM的建筑预制装配率测算方法

2020-07-18李兆惠文志彬

四川建筑 2020年3期
关键词:一键测算墙体

范 超,李兆惠,文志彬

(1.成都基准方中建筑设计有限公司,四川成都 610011;2.四川省建筑设计研究院有限公司,四川成都 610000)

在制造业转型的大背景下,我国建筑业由粗放型的建造方式逐渐向设计标准化、构件部品化、绿色环保化转变。中央[1-2]及各省市持续出台相关政策推动装配式建筑的发展,成都市城乡建设委员会出台通知[3]明确了成都地区装配式建筑的建设要求,在全市范围内的房建工程中推行装配式建设方式,并提出了预制装配率的要求。

Dynamo是基于Revit的可视化编程平台,多被用于参数化设计。李文浩等[4]借助Dynamo完成了自适应管片的批量放置;吴生海等[5]基于Dynamo完成了某文化中心空间曲面模型的参数化建立;程霄等[6]基于Dynamo完成了装配式楼梯的参数化设计;李媛等[7]利用Dynamo完成了预制停车楼的参数化生成。

现阶段,基于BIM的正向设计方法尚未大范围普及,不少设计人员通过图纸翻模来建立BIM模型,而后提取明细表中各构件的体积来进行建筑预制装配率的测算。此方法虽能较准确地提取各构件的体积,但翻模与明细表提取耗费的时间成本较大。本文基于Revit软件和可视化编程平台Dynamo,提出了一套更加高效的建筑预制装配率测算方法。

1 基于BIM的建筑装配率测算新方法

本文采用文献[8]提供的公式对单体建筑的预制装配率计算:单体预制装配率=(±0.00以上)预制构件体积÷全部构件体积(含非混凝土墙体)。其中预制构件,是指在工厂或现场预先制作的构件,如墙体、梁柱、楼板、楼梯、阳台等;全部构件,是指包括预制构件在内的所有构件(含非混凝土墙体)。

本方法的实施流程如图1所示,对于混凝土构件,利用PKPM插件P-Trans将电算模型导入到Revit中(图2),此时,结构模型中各构件的扣减关系存在问题,尚不能直接提取各构件体积并测算预制装配率,需要进行扣减关系调整;对于非混凝土墙体,将含有墙线的CAD图纸导入Revit中,然后利用Dynamo编制程序,实现由CAD线条向墙体模型的快速转换(图3)。

图1 装配率测算逻辑框

图2 电算模型导入Revit

图3 利用Dynamo编程完成墙体模型

在Revit中将建筑墙体模型和结构模型合并,并利用Dynamo编程将建筑墙体与结构构件(梁、结构墙等)的重合部分扣减。最后建立楼梯等在装配率测算时需要计及体积的构件,完成装配率测算模型的搭建(图4)。

图4 3号楼商业部分(±0.00以上)

利用Dynamo编写的构件体积一键提取程序,将各构件的体积一键提取于编制好的Excel表格中并测算建筑的装配率。

2 Dynamo可视化编程逻辑详述

上述方法中涉及Dynamo可视化编程的内容较多,现对图1中利用Dynamo编程实现的关键步骤进行详细说明。

2.1 构件扣减关系调整

电算模型直接导入Revit后,各结构构件的扣减顺序为板扣减梁、柱,若在Revit中对各构件的扣减关系进行手动调整,工作量巨大,故采用Dynamo可视化编程来实现扣减关系的一键调整,编程逻辑如图5所示。首先,获取项目中所有的梁(柱)与板图元,而后利用“Element.BoundingBox”获取各构件的选择框,再通过“BoundingBox.Intersects”判断选择框是否存在交集,若发生碰撞,则切换二者的连接顺序(图6)。

图5 扣减调整逻辑框

图6 梁板调序Dynamo程序截图

2.2 建筑墙体模型快速搭建

建筑墙体模型快速搭建程序的编制逻辑如图7所示,首先,求得各线中点处的切向向量,并用“Vector.IsParallel”判断各条直线是否平行,进而筛选出相互平行的直线;而后,在各组相互平行的直线中,筛选出除自身外距离最近的两条直线,即为墙体的两边线;将墙体的一个边线,沿着墙体的厚度方向平移二者距离的一半,得到墙体模型的放置线;最后,利用“Wall.ByCurvesAandLevels”节点,完成墙体模型的生成。

墙体模型生成后,需要根据建筑图上门窗洞口的位置对墙体开洞,墙上开洞的程序逻辑如图8所示。首先,将CAD门(窗)线读入Dynamo中,获取门(窗)洞口的放置点以及需要放置洞口的墙体,利用“Springs.HostedInstance.ByPoints”节点在对应的墙体上生成洞口。

图7 墙线翻模编程逻辑

图8 墙上开洞逻辑框

2.3 构件体积一键提取

构件体积一键提取的编程逻辑如图9所示,利用“Element.GetParameterValueByName”节点,根据各构件族类型的前缀名称提取各族实例的“体积”参数;对于梯板和平台板,利用“Element.Geometry”在Dynamo中将梯板、平台板图元转化为实体,而后,利用“Solid.Volumn”便可直接计算出该实体的体积。得到所有构件的体积后,利用“Data.ExportExcel”将数据写入编制好的装配率计算表格中,整个程序如图10所示。

图9 构件体积一键提取程序逻辑

图10 构件体积一键提取-程序截图

3 工程运用

某商业综合体项目位于成都市新津县普兴镇骑龙村,距成雅高速普兴出口约1km,建筑面积3.4×104m2,建筑地下二层(局部三层),地上四层,拟打造为含有九大主力业态的商业综合体(图11)。

图11 商业综合体BIM模型

为满足成都市对建设工程预制装配率的双控要求,该项目选择部分楼板、楼梯、次梁、内墙板进行预制。采用本文所述方法,制定装配式方案并测算该综合体的预制装配率。经测算,该项目的装配率为32.76 %,其中混凝土预制率为15.3 %,满足装配率与预制率的要求。

4 结论

(1)基于BIM核心建模软件Revit,本文提出了一种建筑预制装配率测算的新方法:首先制定Revit项目样板、Revit构件命名规则和装配率测算表格,而后利用P-Trans插件将结构电算模型导入Revit中,基于可视化编程平台Dynamo编制程序实现①批量调整导入的电算模型中的扣减关系;②对建筑施工图中的墙体进行快速翻模;③一键将建筑装配率测算所需要的构件体积提取于Excel中,完成建筑装配率的快速测算。

(2)以商业综合体为例,成功实施了建筑预制装配率测算新方法,使得建筑装配率的测算效率提高,在装配式方案调整后能快速得到调整后建筑的预制装配率,省去了重复提取明细表中各构件体积的时间,使得预制装配率的测算更加便利。

(3)详细阐述了实施过程中基于可视化编程平台Dynamo开发程序时的逻辑及编程要点,拓宽了Dynamo的应用范围,为基于Dynamo的程序开发提供了思路。

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