一种装配式混凝土结构三维协同设计方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，尤其涉及一种装配式混凝土结构三维协同设计方法。

背景技术：

近年来，随着国家对装配式建筑的重视程度不断加深，未来在国内必将掀起一场装配式设计的高潮。装配式建筑是指构件预先在构件厂进行生产，之后运输至现场进行起吊安装，最终实现的建筑结构。在装配式混凝土结构设计中，传统方法是在cad二维平面内完成绘制的，首先是出图效率低下，易出错，修改反复性高，其次要求设计者有很强的空间思维能力，不足以满足日益复杂多变的建筑结构形式要求，极大限制了装配式结构的开展。另外，由于在构件生产前就需要对各专业信息进行综合考虑，因此需要在图纸中很清晰地体现各种预留预埋信息，这也意味着传统的二维设计思想很难满足这一硬性要求，需要向三维设计倾斜；同时装配式建筑目前还未形成一套完善且清晰的设计思路，急需进行总结凝练。

本发明提出了一种基于revit平台，通过建立可视化的三维实体模型，之后通过协同的方式进行设计、修改和出图。本发明的研究受到“国家重点研发计划资助”（“nationalkeyr&dprogramofchina”），项目编号为“2016yfc0701700”。

技术实现要素：

本发明的主要目的就是要提高结构设计的效率和质量，同时避免因信息遗漏和思考不清晰造成工作重复，因此针对以上现状主要解决的技术问题为：

①告别二维抽象绘制方式，实现可视化的三维建模；

②同一模型共同体现各专业信息，实现专业互通，避免重复性调整修改；

③缩短同类型构件建模和出图时间，提升效率，统一质量，便于管理。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种装配式混凝土结构三维协同设计方法，其过程是：

一、在方案设计和初步设计完成后，依据设计图纸完成装配式建筑拆分设计

其主要流程为：利用autocad程序，打开装配式建筑.dwg格式的项目图纸，新建构件拆分边线的图层，在对应的图层中完成项目预制构件的拆分设计，并对各个构件进行编号，然后保存。

二、revit项目中心文件准备

其主要流程为：启动revit程序，在结构样板中导入cad软件所保存的拆分底图，绘制竖向、横向以及标高轴网，另存为项目的中心文件。

三、调用参数化构件族库，得到项目所需各个预制构件

其主要流程为：打开参数化构件族库文件夹，选择对应的构件类型，然后选择参数化样板文件，按设计输入构件的相关参数，得到参数化模型，另存为构件族文件，依次建立各类型的各个预制构件。

四、调用现浇节点族库，得到项目所需各类型现浇节点族文件

其主要流程为：打开现浇节点族库文件夹，选择项目中涉及到的节点类型，按设计输入构件的相关参数，生成相应类型的节点，另存为节点族文件，依次建立项目所涉及到的所有类型节点。

五、将参数化构件和现浇节点载入revit项目中心文件组建整体模型

其主要流程为：打开revit项目中心文件，载入构件的族文件，完成构件的放置，调整构件方向，保证载入的构件与布置图所示方向一致，重复载入构件、放置、调整操作，完成构件整体搭建；然后绘制内部剪力墙、楼板等现浇构件；新建工作集，将模型中所有构件分配到与构件名相同的工作集中。

六、完成各类型构件的修改工作

对各构件的钢筋排布，电气专业线盒、线管、线槽预留，暖通、给排水专业开槽、开洞，生产、施工措施性埋件预留预埋等进行修改。

七、完成模型整体信息输出和单个构件出图

①所有构件修改完善后，通过视图选项卡下创建选项组中剖面、平面视图、立面、明细表命令，分别得到构件连接节点、预制构件平面布置图、建筑各立面(剖面)图、图纸目录、材料总量统计表、预制构件数量统计表。

②根据实际情况确定图纸的版幅大小，图框信息，视图比例，标注样式，字体等相关信息，使用视图选项卡下创建选项组中剖面命令，创建构件的正面、侧面、顶面、底面、水平剖面、竖向剖面等视图，使用修改选项卡测量选项组尺寸标注命令对每个视图所示的构件截面的几何形体突变位置创建对齐尺寸标注，并创建构件总尺寸标注。使用视图选项卡下创建选项组中三维视图命令创建构件立体模型。使用视图选项卡下创建选项组中明细表命令创建构件混凝土用量统计表，完成模板图出图。

③使用视图选项卡下创建选项组中剖面命令，创建构件的正面、侧面、顶面、水平剖面、竖向剖面等透视视图，使用修改选项卡测量选项组尺寸标注命令对每个视图所示的构件透视截面的钢筋排布创建对齐尺寸标注，并创建构件总尺寸标注。使用视图选项卡下创建选项组中明细表命令创建构件钢筋统计表，完成配筋图出图。仿照此双窗剪力墙的出图过程，可完成整体模型中其他各个构件出图。

本发明的有益效果：(1)告别二维抽象绘制方式，实现可视化的三维建模；(2)同一模型共同体现各专业信息，实现专业互通，避免重复性调整修改；(3)缩短同类型构件建模和出图时间，提升效率，统一质量，便于管理。

附图说明

图1为本发明三维协同设计方法流程图；

图2-3为依据设计图纸资料完成装配式建筑的拆分设计操作过程示意图；

图4-5为revit项目中心文件准备操作过程示意图；

图6-10为调用参数化构件族库得到项目所需各个预制构件操作过程示意图；

图11-12为调用现浇节点族库得到项目所需各类型现浇节点族文件操作过程及生成的相应节点模型示意图；

图13-24为将参数化构件和现浇节点载入revit项目中心文件组建整体模型操作过程示意图；

图25为完成各类型构件的修改工作操作过程示意图；

图26-30为完成模型整体信息输出和单个构件出图操作过程示意图。

具体实施方式

本发明中提出的方法适用于装配式混凝土结构，其中包括剪力墙结构和框架结构。这里仅以装配整体式剪力墙结构形式为例进行说明。值得注意的是，本方法中涉及到的所有操作流程都是基于网络存储器环境完成的。本方法相关流程详细说明如下：

1、依据方案设计及初步设计完成后的图纸资料完成装配式建筑的拆分设计

主要操作流程：

①如图2所示，启动autocad程序，点击菜单栏中打开选项，在选择文件弹框中选择需要打开的.dwg格式的项目结构图纸（北京xx项目结构图纸）；

②如图3所示，新建结构拆分边线的图层，在对应的图层中完成相应结构的拆分布置，并对各个构件进行编号；

③单击autocad图标，选择另存为菜单中图形选项；

④在图形另存为弹框中，选择文件需要保存的路径，将文件名更改为北京xx项目拆分平面布置图，最后单击保存；

⑤启动excel程序，将拆分完成的预制构件对应编号信息，将各构件的相关参数整理到表格中，并将各个构件按照类型进行分类整理。

2、revit项目中心文件准备

主要流程：

①启动revit程序，点击项目结构样板选项；

②如图4所示，点击插入选项卡中导入选项组中导入cad选项；

③在导入cad格式弹框中选择需要导入的.dwg格式文件，并将选项卡中定位选项选择手动-中心，图层/标高选项选择可见，放置于选项选择标高1，导入单位选项选择毫米，然后点击打开；

④如图5所示，选择标高1视图，点击建筑选项卡中基准选项组下轴网选项，依次绘制竖向和横向轴网；

⑤选择北立面视图，点击建筑选项卡中基准选项组下标高选项，绘制标高轴网；

⑥单击revit图标，在下拉菜单中选择保存；

⑦在另存为弹框中选择项目中心文件的保存路径，并将文件名更改为北京xx项目中心文件，最后单击保存；

3、调用参数化构件族库，得到项目所需各个预制构件

主要流程：

①如图6所示，打开参数化构件族库文件夹，选择对应的构件类型，参数化构件族库中包含叠合板、外墙、内墙、楼梯、梁、柱、空调板、pcf板参数化构件类型，此处以外墙为例进行说明；

②如图7所示，以带双窗的外墙为例进行说明，双击wqc2（300+-xxxx-双暗柱宽-yyyy-300+）参数化样板文件；

③如图8所示，单击修改选项卡下属性选项组中族类型选项；

④如图9所示，在族类型弹框中，单击重命名，在名称弹框中输入wqc2-001，单击确定；

⑤如图10所示，按照外墙wqc2-001相关的参数依次将数据填入族类型表格中，单击确定，得到最终的参数化模型；

⑥单击revit图标，在下拉菜单中选择另存为中的族选项；

⑦在另存为弹框中，选择文件保存的路径，并将文件名更改为wqc2-001，最后单击保存；

⑧重复上述步骤生成项目中所有外墙构件族文件；

⑨参考外墙的生成方式，生成内墙、叠合板、空调板、楼梯、pcf板等各类型的预制构件；

4、调用现浇节点族库，得到项目所需各类型现浇节点族文件

主要流程：

①打开现浇节点族库文件夹，选择项目中涉及到的节点类型，这里以一个t字型节点为例；

②单击修改选项卡下属性选项组中的族类型选项；

③如图11所示，在族类型弹框中单击重命名，在名称弹框中输入t-01，单击确定；

④根据拆分布置图中得到的t-01有关的参数将数值输入族类型表格中，并单击确定；

⑤如图12所示，生成最终的t型节点；

⑥单击revit图标，在下拉菜单中选择另存为下的族文件；

⑦在另存为的弹框中选择现浇节点需要保存的路径，并将文件名改为t-01，最后单击保存；

⑧重复上述步骤生成项目中所有现浇t型节点族文件，参考t型节点的生成方式，生成l型节点、一型节点等各类型的节点族文件；

5、将参数化构件和现浇节点载入revit项目中心文件组建整体模型

主要流程：

①如图13所示，打开revit项目中心文件，单击插入选项卡下从库中载入选项组中载入族选项；

②在载入族弹框中，选择wqc2-001族文件，单击打开；

③如图14所示，单击结构选项卡下模型选项组中构件选项；

④如图15所示，在属性选项卡中选择wqc2-001，并在视图窗口上单击完成构件放置；

⑤如图16所示，选择修改选项卡下修改选项组中对齐命令，点击平面布置图上对应构件的上侧边线，再点击载入的构件的上侧边线；使用对齐命令，点击平面布置图上对应构件的左侧边线，再点击载入的构件的左侧边线，使载入的构件与布置图所示边线重合；若载入的构件方向与布置图所示方向不同，则需先选择修改选项卡下修改选项组中旋转命令，使载入的构件与布置图所示方向一致；

⑥如图17所示，重复载入构件，放置，调整操作完成构件整体搭建；

⑦如图18-21所示，鼠标框选全部的构件，单击临时隐藏/隔离选项卡，选择隐藏图元选项；单击结构选项卡下结构选项组中墙选项；调整结构墙放置的位置，标高选择2f，深度选择1f，定位线选择墙中心线；单击编辑类型选项，在弹出的类型属性弹框中单击复制按钮，在名称弹框中的名称改为内部-200mm混凝土，单击确定；之后单击编辑按钮，在编辑部件弹框中将样本的高度改为2800，结构厚度改为200，并单击确定；再次单击确定回到主界面，依据底图绘制内部剪力墙；仿照内剪力墙的绘制方式，绘制项目楼板。

⑧如图22-24所示，单击工作集选项，在弹出的工作集弹框中单击新建，在新建工作集弹框中，将新工作集的名称改为wqc2-001，并单击确定，选择视图中的wqc2-001构件，在属性快捷窗口中的工作集选项中选择wqc2-001单击应用，重复以上操作，将模型中所有构件分配到与构件名相同的工作集中。

6、完成各类型构件的修改工作

如图25所示，选中wqc2-001构件，双击进入构件编辑窗口，借助修改选项卡下修改选项组编辑命令，对构件的钢筋排布，电气专业线盒、线管、线槽预留，暖通、给排水专业开槽、开洞，生产、施工措施性埋件预留预埋等进行修改，修改完成后单击载入到项目并关闭选项，在弹框中选择覆盖原来的版本选项更新构件样式；仿照wqc2-001的修改方式，完成所有其他构件的修改工作。项目文件存储于网络存储器上，通过工作共享和工作集功能，可以实现多人同时分别对多个构件进行编辑，并且专人负责专项，修改完成后可实时同步至整体的模型中，避免了重复工作或信息滞后。

7、完成模型整体信息输出和单个构件出图

①如图26-28所示，所有构件修改完善后，通过视图选项卡下创建选项组中剖面、平面视图、立面、明细表命令，分别得到构件连接节点、预制构件平面布置图、建筑各立面(剖面)图、图纸目录、材料总量统计表、预制构件数量统计表。

②根据实际情况确定图纸的版幅大小，图框信息，视图比例，标注样式，字体等相关信息，使用视图选项卡下创建选项组中剖面命令，创建构件的正面、侧面、顶面、底面、水平剖面、竖向剖面等视图，使用修改选项卡测量选项组尺寸标注命令对每个视图所示的构件截面的几何形体突变位置创建对齐尺寸标注，并创建构件总尺寸标注。使用视图选项卡下创建选项组中三维视图命令创建构件立体模型。使用视图选项卡下创建选项组中明细表命令创建构件混凝土用量统计表，完成模板图出图。

③如图29-30所示，使用视图选项卡下创建选项组中剖面命令，创建构件的正面、侧面、顶面、水平剖面、竖向剖面等透视视图，使用修改选项卡测量选项组尺寸标注命令对每个视图所示的构件透视截面的钢筋排布创建对齐尺寸标注，并创建构件总尺寸标注。使用视图选项卡下创建选项组中明细表命令创建构件钢筋统计表，完成配筋图出图。仿照此双窗剪力墙的出图过程，可完成整体模型中其他各个构件出图。