Revit二次开发在钢管混凝土拱桥建模中的应用

江神文

摘 要： 针对大跨度钢管混凝土拱桥变高度空间桁架主拱，利用Revit平台提出基于上下弦杆节点坐标的建模方法，以族為基础，阐述了模型建立的关键技术，并基于.NET平台，结合Revit API提出了主拱圈建模的二次开发技术，解决了Revit本身无法通过输入三维坐标点方式生成钢管构件的难点，大大提高了主拱圈的建模效率，保证了模型的准确性。

关键词： 钢管拱； Revit； 二次开发； 快速建模

1 引言

从传统二维CAD设计向三维参数化设计转型中，结构专业遇到了较大的阻碍，效率问题是其中重要问题之一。Revit平台提供的结构模型是非常有效的参数化信息载体，其三维设计方法与传统二维绘图方式从根本上发生了转变，结构设计效率问题严重降低了结构设计人员的热情[1]。基于BIM技术的结构设计只需要建立一个模型，不同的阶段无需重复建模，而是将各自的设计信息通过工作集的方法高度集成在同一个模型中，开展协同设计[2]。大跨度钢管混凝土拱桥目前在西南地区跨越峡谷建设越来越多，其拱肋通常采用空间桁架形式，杆件复杂且多，采用以往的二维平面制图，只需要将各个节点坐标导入到CAD中进行点到线。但在Revit平台建模中，确定一个点坐标需要三个互相垂直的平面，主桁架的节点如果都通过这种方式来确定，不但严重影响了建模的效率，而且平面之间的相对位置错误不易检查。为了解决上述问题，借助Revit API（Application Programming Interface）二次开发技术，针对钢管主拱桁架的特点，开发通用插件，具有重要意义。

2 主拱圈参数化建模

在Revit软件中，搭建模型的步骤为：选择族样板—>创建族—>添加族参数—>项目文件中载入族。主拱作为钢管拱的最基本受力结构，建模的目标不仅是能生成可视化的三维信息模型，还要方便生成分析模型，以供分析软件进行调用。采用“公制结构框架—梁和支撑”生成基于两点的钢管族，在项目文档中通过API定制插件生成主拱圈模型

2.1 钢管构件生成

主拱圈拱肋主要构件承重构件均采用钢管，钢管的型号包括φ1360×35、φ900×24、φ600×20等等。直径和壁厚作为钢管构件的共同属性，可以采用“公制结构框架—梁和支撑”样板文件定义钢管族，添加直径d（mm）和壁厚t（mm）两个参数值。为了方便快捷添加众多钢管型号，可以编制和钢管族同名的TXT文件放在同一文件目录下，TXT格式如图 2所示，在项目文件中可以完成一次性载入所有型号的钢管构件。

选取某计算跨径450m钢管混凝土拱桥主拱圈采用等宽变高度空间桁架结构，断面高度从拱顶8m变化到拱脚14m，单片拱肋宽度4m。针对桁架式主拱圈的特殊性，利用Revit API二次开发技术定制插件，一键搭建拱圈模型。

2.2 快速建模

钢管族在项目生成杆件实例，需要给出起终点位置坐标，首先我们通过主拱圈设计图先获取主拱圈上下弦杆的节点坐标，保存成.xls格式文件，一般以拱脚中心作为主拱圈的原点，纵桥向为x轴，横桥向为y轴，竖向为z轴。类Command从IExternalCommand派生，在该类中定义两个动态数组m_beamMaps和m_level分别用来存储当前活动文档中的族类型（SymbolMap类） 和标高（LevelMap类）。

交互窗体CreateBeaml类基于System.Windows.Forms.Form实例化，在窗体除添加Label控件外，需添加4个ComboBox组合框控件和两个dataGridView控件。其中ComboBox组合框用来确认所使用的杆件类型，dataGridView用来导入.xls格式的上下弦杆坐标。Execute（）函数运行的主体代码为：

m_revit = commandData.Application；

Transaction tran = new Transaction（m_revit.ActiveUIDocument.Document， “CurvedBeam”）；

tran.Start（）；

bool initializeOK = Initialize（）；if （！initializeOK）{return Autodesk.Revit.UI.Result.Failed；}

CreateBeam displayForm = new CreateBeam（this）；displayForm.ShowDialog（）；

tran.Commit（）；

因为插件执行需要对文档进行更改，所以创建事务“CurvedBeam”，第一步执行初始化函数Initialize（），为窗体ComboBox组合框插件准备数据。初始化函数需要用到元素逻辑过滤器（LogicalOrFilter）筛选出当前文档中的框架族和标高，其核心代码如下：

ElementClassFilter levelFilter =new ElementClassFilter（typeof（Level））； //过滤标高

ElementClassFilter famFilter =new ElementClassFilter（typeof（Family））； //过滤族

LogicalOrFilter orFilter = new LogicalOrFilter（levelFilter， famFilter）； //逻辑或集合

FilteredElementCollector collector = new FilteredElementCollector（doc）； //元素收集器

FilteredElementIterator i = collector.WherePasses（orFilter）.GetElementIterator（）； //过滤出元素