三维建模技术在复杂形体建筑施工图中的应用

摘 要：自2002年来，国际建筑行业兴起了围绕BIM为核心的建筑信息化应用，其中在建筑设计行业中，欧特克（Autodesk）推出的Revit在一定程度上实现了BIM，通过应用关系数据库来创建的三维建筑模型，可以生成大量相关的二维图形和非图形的工程项目数据，让建筑师天马行空的创意作品得以快速转化为可用于施工的图纸。但是国内目前中小型项目Revit的使用并不普及，而且较多的Revit的使用还仅仅局限于建筑师，施工图阶段Revit图纸与其他专业配合将变得极不方便，这在目前紧张的施工图绘制阶段中是致命的。当遇到复杂的不规则形体项目施工图绘制时，怎么样更快，更好的配合各相关专业绘制施工图，就成为值得研究的问题。

关键词：Revit，SketchUp，AutoCAD，复杂形体建筑，施工图

随着我国整体国力和科学技术水平大幅提高，人们思想观念不断更新，建筑方案不断推陈出新，一大批新颖别致，标新立异，彰显个性的建筑物大量涌现，如何绘制准确表达方案的施工图成为必须解决的重要问题。建筑物按不规则程度可以分为：不规则无规律的结构，不规则有规律的结构。

以下笔者通过实际工程绘制经历，对不规则无规律的结构的绘制过程作简单的介绍。该项目为高层综合楼，是由规则高层主楼和不规则无规律造型复杂的裙房组成，本文重点介绍不规则无规律裙房的绘制流程。

1 方案SketchUp模型预处理

SketchUp是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，能够充分表达设计师的思想，使得设计师可以直接在电脑上进行十分直观的构思。目前在项目的方案阶段，应用SketchUp进行初期模型的构思推敲逐渐取代了手工模型的制作，方案定稿后可直接绘制建筑的立面及透视图，繁重的绘制工作得以简化，为方案构思争取了更多的宝贵时间。

该项目方案就是用SketchUp为主要工具创作的，裙房部分由不规则的平面板块随意拼接而成，部分面由4～5个点构成。获取方案的SketchUp模型后预处理时应遵循的一个原则是：“用最少面反应复杂的模型”。所以应尽量将模型删减至最纯粹的形体模型。对于造型简单的主楼部分全部删除，复杂形体上的门窗也一并删除。

1.1 预处理。在SketchUp打开模型，首先设定模型显示方式，选择视图菜单：正面样式-单色，边线模式-边线。然后在复杂模型与简单模型交界处，建立辅助体块，用于获得完整的交界切面，完成后做块隐藏。

1.2 后处理。框选需删除的高层主楼模型，删除。裙房不规则的平面上的门窗，逐一进行点选删除。开启辅助体块，对裙房模型进行进一步的修剪，形成完整的剖切交接面。

1.3 输出。模型预处理完成后另存一个SKP文件，并选择文件菜单：导出-三维模型，同步导出DWG文件。

2 Revit导入设计阶段

Revit具有的三维创作模式，可自动生成建筑的平立剖面图。多年来，许多建筑师都是使用AutoCAD+天正这类绘图软件在计算机上进行建筑设计。虽然该软件在平面表现方面功能非常强大，但其三维施工图表达能力欠佳，因此在遇到复杂工程精确绘制时，很多建筑师尝试使用其他软件，Revit就是其中之一，受到越来越多建筑师的青睐。

2.1 模型导入。运行Revit2012，选择插入菜单，导入CAD-选择格式为文件类型SKP，导入处理过的裙房部分SketchUp模型，此时可以看到裙房的三维模型，但是模型为一个整体，并不带有Revit支持的三维信息，如果选择分解，将失去三维特征，我们仅仅把它作为建立Revit体量模型的参照物。

2.2 体量模型概念介绍。在介绍流程之前，对Revit的两个概念先做下简单介绍，一个叫体量，另外一个叫形状。在Revit里面，体量是指模型的三维形状，形状是指一个个单独的几何体，体量是由一个或多个形状拼接和连接组成的。

2.3 体量模型建立。制作体量模型，需要根据我们导入的裙房参照模型进行三维捕获描点，选择体量和场地菜单，点击内建体量按钮，命名后点击确定进入体量的设计环境当中。选择直线工具，勾选根据闭合的环生成表面和三维捕捉选项，逐点描绘其中一块三维板块的交点使其闭合，形成体量面，重复这一步骤完成其它板块的绘制，形成完整的三维体量模型。完成后点击完成体量按钮。此时再次检查体量的完整性和准确性后，删除参考模型。

2.4 进行体量布墙板。选择体量和场地菜单，点击墙按钮，选择合适的墙族（可新建自定义的墙族），点击裙房体量中的每个板块，进行布板操作。创建形状和设计近似的不规则窗族，在板上进行布窗。

3 Revit导出初步成果阶段

在视图中建立平面图以及立面剖面的剖切符号，根据施工图深度要求生成需要的平立剖面图，没有数量限制。并逐一导出为CAD格式。由于篇幅有限，笔者不能一一列举Revit所有功能的详细操作步骤，更多功能需要读者在实际的设计过程中去学习应用和体会。

4 AutoCAD+天正整合Revit、SketchUp成果绘制施工图的平立剖

至此，裙房绘制施工图需要的基本素材均已准备充分，进入最后整合和完善优化工作。

4.1 平立剖优化整合。首先在主楼CAD施工图中插入Revit生成的裙房平立剖面图，由于Revit的制图方式与国内的制图规范存在差异，需要进行修正整理，必要的地方进行重新描撰，根据定位基点，与主楼施工进行拼接，确保定位准确。

4.2 裙房板块的定位。由于生成的平立剖面图数量有限，无法进行具体的结构计算和施工定位，所以还需要进一步利用三维模型进行辅助定位，CAD插入SketchUp输出的三维模型DWG文件，设定插入点为绝对坐标0，0，0，作为其它点相对坐标的标注依据。应用CAD的捕捉功能逐个定位三维模型板块交点记录显示的坐标值，作为施工定位放样的重要依据。

4.3 三维模型展开平面板块详图及定位放样轴测图的绘制。模型精确定位后，需要对板块上的不规则门窗、檐沟等进行详细的大样绘制。首先根据CAD的轴侧视角通过捕捉描绘轴测图，并归零Z坐标产生平面体系的轴测图，一般两个轴测图即可看到所有版块，并对版块进行编号，并标注每个交点的坐标。

使用三点UCS命令把坐标系调整到与裙房三维模型某个版块对齐，使用多义线Pline进行捕捉描边，封闭后，回复UCS为世界坐标，使用对齐命令Alingn，选择封闭板块多义线，通过三点对齐至二维平面系统中，这样就得到了这个版块的展开平面图，在这个基础上，准确绘制门窗等构件，并详细标注尺寸角度。同样的方法完成所有板块的展开图。

5 输出供结构专业使用的模型

至此，整套可供其他专业深化设计和施工的定位的建筑施工图的绘制流程已经非常明朗了。同时向结构专业提供所有图纸，裙房CAD三维模型导出保存为DXF文件，供结构导入复杂结构分析与设计软件PMSAP进行进一步的分析与计算。

6 结语

通过工程实践证明，中小型复杂形体建筑施工图的绘制工作，在特定受局限的环境下，应用Revit，SketchUp辅助AutoCAD+天正平台绘制是切实可行的，操作简便快速，并且很好的实现了与结构专业的对接，为工程进度争取了宝贵的时间。

参考文献

[1] 靳铭宇.浅析Autodesk Revit在中国的发展及局限性[J].华中建筑，2008（01）.

[2] 王修贵.SketchUp在建筑设计中的应用[J].山西建筑，2008（06）.

作者简介：费晓军（1974- ），男，上海人，中级工程师，建筑设计专业。