Revit建模技术在装配式建筑构件中的应用

高鹏翔

（山西大同大学建筑与测绘工程学院，山西大同 037003）

装配式建筑与传统建筑相比较，具有减少耕地破坏、防止环境污染、推动绿色建筑发展、提高施工进度等优势。住房和城乡建设部、工业和信息化部、教育部、公安部等十七部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》，明确到2025 年，制造业机器人密度较2020 年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强[1]。对于山西省现阶段建 筑信息化 模型（Building Information Modeling，BIM）技术创新性不强、建筑品质不高的问题，促进营造方式的变革，提高设计效率、加快施工企业创新性发展，提升可视化管理水平，都具有重要意义。因此，对于建筑业的BIM 理论而言，采用预制构件组装而成的装配式住宅成为BIM 技术应用最适合的领域之一[2]，现已经成为最具发展潜力的一种建筑模式。

1 关于开发Revit技术的提出

在装配式工程设计中，常遇到在消防、上下水、采暖、智能电气等布管位置走向方面出现错、漏、碰、缺现象，经常造成重复施工，又给项目增加了材料、人工费用成本，且影响工期进度。Revit（BIM）技术在装配式构件设计过程中提到了要通过在设计方向上的调整，创建快捷的处理方法，关键是建立不同的设计方向的模式，再加上模型连接、参数化功能建模方法等应用，较好地解决上述这类问题的发生，并收到了良好的效果。

1.1 工作集

对于一个设计项目，是由多个专业设计人员去完成的，也就是有许多设计人员同时在一个工作平台上完成设计，对于这个问题，就可把这个设计项目进行逐层分解，并将分解完成的分部项目分配给其他人协同完成，最后把其他人员完成的分部项目再集中起来，发送到一个总文件夹，形成一个大平台。主要工作路径是：从承揽项目到最终完成项目，需要由甲队和乙队共同参加协调完成，而两个专业队同时工作在同一个中心文件的平台上，甲、乙分别建立自己的工作集，并命名为A、B，设置各自工作集的工作范围[3]，然后将完成的工作信息存放在文件夹里，传输到总工作平台文件夹内形成一个大的工作平台。在此需要说明的是：若双方工作有交集，需要看到对方的文件并能在其上进行修改或完善，同时要在分部项目上申请获得对方认可或授权，这样就能对内容进行重新改动了，改动后将文件加以存储到设计大平台上，再将使用授权归还给对方。这样可实现各专业设计人员的工作协同，应用相对简便，对于多个作业团队或工作队也是如此。

1.2 模型链接

工作机理是所有参与设计的人员能在不同场所和地方去建立自己的分部设计模型文件，然后将分部涉及信息文件或分析模型通过链接的方式统合到一起，形成一个大信息平台，这个原理就是将其可视程度与空间的位置确定以及整理起来信息传送到各软件中，但是这种机理与传输送到Navisworks中做跑、冒、滴、漏等检查和工程作业现场情况相比对，操作起来要快捷便利许多，同时可以不用进行文字信息的编排，省时省力十分方便。另外，还具有占用空间资源相对小，传输运行快捷方便等优势，极大地提高了工程设计人员之间的交流和资源共享的范畴，所以这种可视程度与空间位置确定用来完成设计信息模型工作协同，是当今应用较广泛的一种Revit协作工作模式，如图1。

图1 三种常用模型链接模式

在装配式构件工程设计中，使用Revit 软件生成的BIM 模型，可以形成各种视图和明细表及项目设计模型数码信息的双向互通，在设计编辑过程中，所有的设计模型信息及图纸内容的更改均能在各分设计层面与总设计平台的界面和明细表上反应出来，出现了只要有一处发生变动，其余界面也同步随着修改，避免了许多过时信息错误出现，达到快捷，提高了设计工作的效率。另外，BIM 技术功能的明细表能将装配式某个叠合板构件参数和属性随时提取出来，并实现统计表格建立自动化的目的，在此可以应用这个有效的功能属性提取各构件和叠合板内的钢筋、胶凝性材料的用量，这样的话就可以不用手去操作，明细表里信息数据能依靠每个装配构建信息不断地变动更新，实现了自动操作的目的。

1.3 参数化功能

Revit 的参数化功能，可以达到参数驱动模型的创建和修改，生产预制混凝土构件模型。比如在平台上要建立个混凝土预制梁时，就可应用刚才提到的参数化软件设置关于梁的项目精度，并利用参数化软件设计的精度要求，可将误差控制在合理的区间内，且满足规范要求，为此可改变对钢筋设置的约束条件及参数的数据达到调控钢筋的保护层厚度，布设钢筋的间距大小以及钢筋的锚固长度和形式，如图2。也可以通过参数化建模插件的应用，帮助设计师完成任意曲面和不规则造型的模型[4]。

图2 Revit参数化设置

2 Revit结构建模案例

BIM 构件库中的预制构件主要应用Revit 中的Structure模块来创建，而对于标准化前提下BIM构件库的创建，则需要以大量的构件BIM 模型为基础，在此可对照山西省装配式混凝土构件楼梯和叠合板标准图集，帮助了解Revit技术结构建模应用方式。

2.1 钢筋混凝土楼梯梯段板的建模

众所周知，楼梯是房屋建筑用于垂直交通联系的重要构件。在建模过程中，一般将楼梯的梯段板在不考虑其具有倒角的前提下完成该构件的建模设置，首先把这个楼梯的梯段板的长度和宽度设置为两个参考变量，以调整适应梯段板的不同长度、宽度需求，同时在族类型中再添加上能够调整或控制长宽的类型参数，另外再添加相关楼梯梯段混凝土强度等级这个变量，最后在计算机界面上的平、立面上建立参照平面，完成后就可进行相关梯段板的长度、宽度等尺寸标注，把之前设置的约束楼梯段长、宽的变量参数指示到有关尺寸标注。通过上述方法来完成参数控制参照平面移动的问题，再经过拉伸工具来设置该梯段板截面形状和参照平面的锁定，到此这个梯段板混凝土模型就建成了。

装配式建筑楼梯的梯段板钢筋设置，在标准化的要求下，首先将梯段板命名为“TTB27135-1B”标准，其具体梯段长、宽尺寸变量设定为“2 520×1 350”，然后再变动梯段板的属性参变量，如混凝土的强度等级、钢筋的混凝土保护层尺寸等，具体设定为“浇筑砼强度等级—C30”“保护层厚度—20 mm”式样，到此梯段板的变量设定做法完成。

接着再增设一个剖面图来放置钢筋，并在其他视图上来调整钢筋的位置、数量等参数变量，最终在板的宽度方向上做个剖面来设计底部受力钢筋，记为“12HRB400”，通过山西省装配式钢筋混凝土楼梯梯段板标准图集的标准对该梯段板有关参量数据进行调试，按上述方法可把梯段板沿长度方向分布钢筋设计出来。同样的方法可以将该梯段板纵向受力钢筋设置定位参照平面，并确定其在空间的位置，在板长度方向的剖面视图中设计纵向受力钢筋、绘制钢筋形状等完成对纵向钢筋的设计。

2.2 装配式钢筋混凝土叠合板的建模

工程上的装配式楼板属于系统族，不能对楼板切面几何尺寸的模式进行信息化处理，再加上叠合板出于结构功能的原因两边均设置倒角，所以不能通过项目文件内经过传统的板指令直接生成所要的叠合板形式。这个缺陷可以应用内、外部载入族的方式来实现这一目标。另外，根据板构件模型在创立方面多次应用，采用外部载入族的办法建立叠合板的截面形式，具体操作是：开启Revit 按钮，用常用公制模型命令作为新族创建标准，同时设置新的族，在族的参数选项里选上将钢筋附着在主体这一项，结合装配式建筑叠合板均有相同的样式，只是尺寸大小不相同，兼顾到板的设计要重复使用此族，可再将叠合板使用的砼强度等级、板的长度、板的宽度等项次设置成变量，在族的同类型中应用。

随后在立面和平面图内建立参考平面，同时完成对应数据标注，相应地将前面提到的建立长度、宽度的变量指标确定到相关尺寸标注。应用该方法的目的是要控制参照平面移动，并将立面视屏开启，结合功能拉伸建立板的横截面式样，再把它与参照平面锁定，屏幕上出现了参照平面驱动模型在改变，后边可在这个大平面图系统内将板的长度和参照面确定，并将材质变量属性再相关联上，到此这个板创建工作就生成了。如前面提到的可再新建一个项目群，可把这个叠合板的族加到项目文件内，做下边板钢筋的建模即可。

创建叠合板底部分布钢筋模型，设置叠合板基本参数和信息，将板命名为DDB1815-1B，几何尺寸为1 800×1 500，此时调整命名板的变量属性，如先设置受力钢筋保护层数量大小、砼强度等级。需要说明的是Revit 软件有个不足，不能在三维平面上直接放置钢筋，需要有一个过渡调整，在原有的平、立面图的基础上再创建相对应的剖面图上来设置钢筋，并在其他图示上确认钢筋位置和数量就可以了，如图3。

图3 钢筋的选择

接着建立叠合B1 板行架受力钢筋。在设置中由于其行架受力钢筋在形状方面各不相同，应用刚才提到的设置板底钢筋通用做法已不能完成，这样就呼唤一种新的编辑方法出来，就是将3 根直径是8 mm 的钢筋先按前述提到的方法设置上弦筋和下弦筋以及位置，须用标准图集通过手动方式调试，接下来在事先创建的剖面图上设置格构形式的钢筋确定方位参照面，其目的是明示格构式钢筋在空间的位置关系，同理可以确定这个平面为工作式平面，且在板长度方向，绘制钢筋异形状图的过程中[1]使用镜像、复制等快捷命令，较好的创建钢筋形状。

3 Revi建模有待解决的问题

根据前边对装配式结构构件砼板的完成过程可以看到，创建格构钢筋也比较繁琐，且该软件在构配件建模确实还有不足之处，严重影响到工程设计实现高效、快捷、实用的进程，这就要求工程设计人员要加以完善和改进软件开发，以更好地满足工程设计的需求。

3.1 在二维的处理上仍有待进一步提高

CAD软件与Revit软件相比，Revit软件在二维方向处理上的快捷键应用面就显得较慢和能力相对变小，对于经常使用CAD软件的科技工作者来讲，在应用软件方面会遇到一些不适和不习惯，这里特别提到的项目建设中需用二维图纸表示的，在Revit 中的应用发现其步骤相对多了一些，经常要做构件平面视图标注和注释与CAD 软件操作相比较显得较多，也繁琐，这也是比较突出的一点。

3.2 钢筋创建的复杂性

虽然软件的参数化设计特点应是Revit完成的最主要部分，所以要完成每个不规则截面或异形钢筋的设计都要控制参数化来实现的，特别是一些异形构件设计，让结构工程师另外建立族来完成相关的异形设计工作。Revit软件图绘功能基础是依靠族的选用和参数化设计来完成，与此同时，也增加了设计工程师相应的工作量和对设计人员素质要求高等条件。

然而Revit软件在建立钢筋还是十分便利的，其逼真效果也较显著，但是出现对空间较多的平面视图钢筋完成来看，应用过程仍然步骤较多，装配式住宅结构构件异形数量越多，异形钢筋数量也较多，所占用的资源大，使得运行速度变慢也是一个较为突出的问题。

4 结语

目前，速博插件、Auto Section Box、盈建科等插件发展比较好，解决了不少设计方面的困难，但是仍不尽人意，需要不断地创新。Revit 提供了丰富而强大的API(应用接口程序)，用户可以通过这些API来集成其他应用程序或者使用这些API来二次开发自己的应用程序以满足需求[5]，用来添补目前设计市场的缺口。当使用该软件时，存在某项功能操作手续较多而使得应用效率降低，通过尝试将接口研发出方向性应用接口程序，较好地减轻设计人员的负担，使得工程设计再提速。另外，第三方插件是经Revit软件这个接口来编制符合自己编程的一种针对性使用程序软件，因此其只能在软件系统平台上应用，离开这个平台单独不能用，相信在今后较长的一段时间内在Revit平台的第三方插件优化上仍然是主要研发任务，但其研发目标都是围绕特定功能进行，从而达到提高设计效率的目的。