一种基于BIM的梁式桥钢筋快速建模方法与流程

本发明涉及建筑结构设计领域，特别涉及一种基于bim的梁式桥钢筋快速建模方法。

背景技术：

钢筋是土木工程结构中使用面最广，使用量最大的材料之一。在浇筑混凝土之前，钢筋必须制成一定规格和形式的骨架装入模板中。由于结构施工图所表示的钢筋是用平法规则形成的文字信息，具体操作时根据平法规则来把钢筋文字信息转化成实体钢筋信息，并根据规范图集考虑搭接锚固后确定钢筋的下料长度，经过钢筋加工形成特定形状和长度的单个钢筋实体，再把单个钢筋实体连接到一起形成钢筋骨架装入模板中。但是通过结构施工图上的钢筋文字信息只能反映出钢筋的数量信息，不能反映出钢筋在结构构件中的形状和准确位置，使得大量钢筋骨架在制作成型后钢筋净距、保护层厚度、搭接锚固长度等不满足规范要求，而且很多结构节点钢筋太密，造成混凝土振捣难度大、振捣不密实，混凝土强度达不到设计要求，给结构安全带来很大隐患。

三维实体钢筋的出现使得钢筋在下料制作前能准确显示钢筋在结构构件中的形状、尺寸、数量、位置，大大减轻了钢筋下料过程中计算和翻样的工作量，并且能在钢筋制作之前反映出成型后的钢筋骨架中存在的问题，这些问题包括：钢筋净距不够、保护层厚度不够、锚固搭接长度不够、钢筋太密等。在设计端解决这些问题后，再制作钢筋骨架，确保成型后的钢筋骨架满足规范图集要求，从而保证了结构安全。但是，由于梁体内部钢筋类型及根数较多，导致创建梁体钢筋bim模型时手动放置效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的创建梁体钢筋bim模型时手动放置效率低下的不足，提供一种基于bim的梁式桥钢筋快速建模方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于bim的梁式桥钢筋快速建模方法，包括：

步骤一、在revit软件中，创建梁式桥中各类可参变钢筋族；

步骤二、根据梁式桥的设计图纸，将钢筋结构模型划分为多个构件；

步骤三、对每个构件包括的钢筋的坐标点进行设置；

步骤四、在所述坐标点上，放置需要的可参变钢筋族，同时对需要参变及渐变的钢筋参数进行点位及族参数调整。

优选的，所述可参变钢筋族包括直线型钢筋、有角度变化的直线型钢筋、u或n型钢筋、箍筋、不规则钢筋。

优选的，所述直线型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数。

优选的，所述有角度变化的直线型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数以及旋转角度，其中角度的顶点在坐标点。

优选的，所述u或n型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数以及弯折长度、弯折半径。

优选的，所述箍筋：通过revit软件中的族模块，采用嵌套族，包括箍筋的半径、宽度、高度。

优选的，所述不规则钢筋，包括钢筋的半径与材质参数，以及长度需要变化部位的长度，角度变化的部位的角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：根据梁式桥的设计图纸，构建钢筋结构模型；对所述钢筋结构模型划分为多层钢筋排布；根据施工方案，对每层钢筋排布包括的钢筋的坐标点进行设置；根据钢筋的所述坐标点，运行程序自动放置需要的可参变钢筋族，同时对需要参变及渐变的钢筋参数进行点位及族参数调整，解决了创建梁体钢筋bim模型时手动放置效率低下的问题，实现了梁式桥钢筋快速建模。

附图说明：

图1为钢筋下料表。

图2为顶板上层横向钢筋模型。

图3为顶板上层钢筋模型。

图4为梁体断面钢筋布置图。

图5为顶板下层横向钢筋模型。

图6为顶板下层钢筋模型。

图7为单段完成的钢筋模型。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

一种基于bim的梁式桥钢筋快速建模方法，包括：

步骤一、在revit软件中，创建梁式桥中各类可参变钢筋族；

所述可参变钢筋族包括直线型钢筋、有角度变化的直线型钢筋、u或n型钢筋、箍筋、不规则钢筋。revit软件作为一款工程方面的三维bim技术软件，其应用范围越来越广，对于在结构钢筋中的应用，可通过软件自带的钢筋命令进行绘制，也可通族自行创建钢筋模型。第一种方案可直接调用钢筋库中的文件，但有些特殊钢筋形状库中不存在，第二种方式自行做族，可根据实际需要创建所需钢筋，且可对需要参数化控制部分参数变。本文中采用第二中方式创建钢筋族，通过revit软件中族模块，族样版采用公制常规模型，通过放样命令来创建钢筋的形装，(通过拉伸也可创建钢筋族，但在进行角度参变时某一维度不能旋转)从而创建梁体中各类可参变的钢筋族。

如图1中的10号钢筋，所述直线型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数。

所述有角度变化的直线型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数以及旋转角度，其中角度的顶点在坐标点。

如图1中的1号钢筋，所述u或n型钢筋：通过revit软件中的族模块，采用公制常规模型样版，制作所述直线型钢筋，包括钢筋的长度、半径、材质参数以及弯折长度、弯折半径。

如图1中的5号钢筋，所述箍筋：通过revit软件中的族模块，采用嵌套族，包括箍筋的半径、宽度、高度。

如图1中的3号钢筋，所述不规则钢筋，包括钢筋的半径与材质参数，以及长度需要变化部位的长度，角度变化的部位的角度。

步骤二、根据梁式桥的设计图纸，将钢筋结构模型划分为多个构件；

如图7所示的钢筋结构模型划分为顶板上层钢筋、顶板下层钢筋、底板钢筋、侧板钢筋以及箍筋等构件。

步骤三、对每个构件包括的钢筋的坐标点进行设置；

顶板上层横向钢筋模型，如图2，顶板钢筋间隔数据：5，11x10，7，3x10.3，21x10，10，具体的设置方法如下：

通过创建多个number(数字型节点)将上述钢筋间隔与个数录入，由于梁体单位是厘米，需要转换到毫米，因此对上一步中的number(数字型节点)间距字段进行放大十倍处理，借用“＊”节点来进行处理，同时放大的10倍。

通过“＊”节点，相乘得到固定间隔的数据积，再用“+”节点进行累加。对于固定间距的点，采用编写节点，编写a..b..#n节点，该节点有三个输入端口，端a输入上一次运算的最大值，采用list.maximumitem(读取列表最大值)来读取上次计算的最大值，端口b输入本次计算值与上一计算的最大值之合。n排布个数，输入原始的数据个数，由于数列起始是0，因此在个数中需要加1，生成列表后通过list.deconstruct，(删除列表中的第一项)把第一项去除，这样就生成了该段的一个数列，通过list.create(将多个列表合并节点)把以上各段生成的数值进行叠加，再通过flatten(拍平节点，将多维列表转化为一维列表)，将多维数列转化为一维数列，这样就能生成符合要求的一维y坐标值，从而生成一排符合要示的坐标点。由于桥梁的对称性，下图2只反映了一半的钢筋，通过geometry.mirror(将几何体镜向处理节点)对已完成的点进行镜像处理，得整排点。通过point.bycoordinates(通过x、y、z三个数值在空间中生成一个点)中的z值进行竖向移动，完成点的生成。

顶板上层纵向钢筋的排布相比与横向要简单很多，只有5，39x10，所以只需要在上一步基础上删除其它分，保留前三个输入端口即可。之后在familytypes中更改族的类型。并对族参数名称及数值进行修改。同时在point.bycoordinates(通过x、y、z三个数值在空间中生成一个点)中将数列值调整为x即可。顶板上层钢筋模型，如图3，至此顶板上层钢筋完成，在绘制其它段时，只需要输入图纸中的一些数字，便能够生成这些钢筋。

顶板下层横向钢筋模型，如图5，横向钢筋的布置采用坐标点和钢筋根数数两个输入类型进行确定点。具体步骤如下

将图4梁体断面钢筋布置图转到revit软件中，放置好图纸的立面位置，采用revit测量工具，找到钢筋布的关键点坐标。

将关键点坐标的y，z值，录入到codeblock中，同时新建codeblock，录入a..b..#n，三个录入节点，a节点录入第一点的x值，b点录入第二个点的x值，n录入第一点与第二点之间的钢筋根数值(对实际要数值加1)。创建区间映射mapto，该节点有五个录入端口。rangemin(区间小值)录入第一点的y值，rangeamax(区间大值)录入第二个点的y值。inputvalue(映射数列)录入上一过程中产生的数列列表，targetrangemin(结果小值)录入第一个点的z值，targetragemax(结果大值)录入第二个点的z值。该过程采用y值的等分列表通过映射把z值进行划分。完成后，将两个列表产生的结果输入到point.bycoordinates中的y值和z值。该点的x值根据位置确定。至此两点之间划分完成。

将两两关键点进行上述处理。处理后采用list.deconstruct(删除重复的节点)节点删除重复的点，将生成的结果用list.create进行合并。用flatten将多维列表转为一维列表，采用geometry.mirror(镜像节点)将所有的点进行镜像。至此找到顶板下层钢筋——横向所有点。

顶板下层纵向钢筋，钢筋布置采用与顶板上层纵向钢筋相同的方法进行处理。只需要更改下相对应的族文件。顶板下层模型如图6。

底板钢筋的布置采用与顶板钢筋的布置相同的方式，差别之处在于，在创建底板钢筋模型时，对钢筋族文件添加角度参数，放入项目中后，通过该参数使钢筋整体产生角度。侧板钢筋的排布方式也是相似。对箍筋的高度采用列表控制。

步骤四、在所述坐标点上，放置需要的可参变钢筋族，对于需要参变的钢筋参数，根据图纸上的钢筋信息表及图示尺寸，在钢筋参数控制节点内输入钢筋的长度、半径等相关数值，运行程序后，该数值能够控制钢筋的长度及半径数值；对于钢筋位置及钢筋长度需要渐变的，在渐变节点输入节点内输入渐变范围的两个端值。程序能够根据输入的渐变范围，以及钢筋根数等关数据，自行计算每根钢筋的渐变数值，从而实现钢筋参变及渐变的快速调整与放置。

通过point.bycoordinates(通过x、y、z三个数值在空间中生成一个点)找到所有点，通过familyinstance.bypoint(将族文件放置到点上)进行点的放置，通过familytypes(调用revit中的族文件节点)找到对应的钢筋型号，即完成族的放置。

对钢筋长度，半径等相关参数需要调整，主要通过element.setparameterbyname(通过名字来更改revit族文件中参数值的节点)节点，结合string(字符输入端口)及number(数字输入端口)进行名称及参数的关联，至此完成钢筋结构模型所有构件的布置，最终完成后的钢筋结构模型如图7。