一种基于BIM的幕墙设计方法与流程

本发明涉及建筑设计领域，尤其是涉及具有较高自动化程度的基于BIM的幕墙设计方法。

背景技术：

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点

从国外最早提出BIM概念到现在已经有十多年了，发展到现在，在建筑、结构、机电等专业利用BIM进行设计与施工管理已经成熟，国外这些专业在五年前就已经大批量进行变革。而国内是最近两年才开始变革，但是在幕墙行业，不管是国内还是国外一直都没有成熟的BIM解决方案。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的缺乏成熟的幕墙行业BIM解决防范的技术问题，提供一种只需少数参数就可以生成规范的基于BIM的幕墙设计方法。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于BIM的幕墙设计方法，包括以下步骤：

S1、建立三维零件模型；

S2、以幕墙分格线为定位创建工作平面；

S3、创建限定参数，依据限定参数计算各三维零件的参数；

S4、在工作平面上载入三维零件模型；

S5、依据计算得到的三维零件的参数进行配件缩放和定位，完成板块组装。

作为优选，所述步骤S1中，三维零件包括立柱、横梁、面板、装饰条、门窗和埋件及转接件。

作为优选，步骤S3具体包括以下步骤：

E1、在板块组装体系中创建下列参数：分格高H、分格宽W、立柱宽度A1、立柱进深B1、立柱截面厚度t1、横梁宽度A2、横梁进深B2、横梁截面厚度t2、胶缝宽D和面板厚度t3；

E2、依据以下公式计算面板参数：

面板高度H3＝分格高H-胶缝宽D；

面板宽度W3＝分格宽W-胶缝宽D；

面板厚度即为面板厚度t3；

E3、依据以下公式计算立柱参数：

立柱高度H1＝分格高H；

立柱进深b为B1；

立柱宽度为A1；

立柱截面厚度为t1；

E4、依据以下公式计算横梁参数：

横梁的参数W2＝分格宽W-立柱宽度A1；

横梁进深b为B2；

横梁宽度为A2；

横梁截面厚度为t2；

E5、依据以下公式计算密封胶参数：

密封胶高度H4＝分格高H；

密封胶宽度W4＝分格宽W-胶缝宽D；

密封胶直径为胶缝宽D。

这里分格高H、分格宽W、立柱总控参数A1、B1、t1、横梁总控参数A2、B2、t2、胶缝宽D、面板厚度t3为组装体系中自己的参数，和各配件参数但互相独立。只有当E2～E6中设置了关联公式后，它们之间才根据设置的公式进行共同变化。设置好后只需要调整为组装体系中自己的参数就可以达到整个板块互相关联运动的目的。

作为优选，立柱缩放和定位包括：

(1)设置立柱宽度、立柱壁厚和立柱进深参数；

(2)使立柱适应面板厚度参数；

(3)设置立柱自适应高度参数；

设置立柱宽度、壁厚和进深参数具体步骤如下：

A11、锁定不需要变化的截面单元；

A12、设置立柱宽度，立柱宽度为A1；

A13、设置立柱壁厚为t1；

A14、设置立柱进深b；

立柱宽度、立柱壁厚、立柱进深，这些参数互相独立，但是又共同作用，一起控制立柱的长、宽、高、壁厚等三维尺寸。

使立柱适应面板厚度参数具体步骤如下：

A21、创建一个参照平面，把立柱截面与原工作平面隔开，让立柱截面可以跟着创建的参照平面一起共同移动；

A22、使创建的参照平面与原工作平面之间距离为面板厚度参数；

设置立柱自适应高度参数具体步骤如下：

A31、创建一个高度方向的参照平面；

A32、设置立柱自适应高度参数为创建的参照平面与原工作平面之间的距离；

A33、把立柱与工作平面重合的端面与工作平面锁定，让立柱与工作平面共同运动。

当几个元件放入一个环境后，可以让他们相互关联共同变化，也可以不关联独立使用。

作为优选，横梁缩放和定位包括：

(1)设置横梁宽度、横梁壁厚和横梁进深参数；

(2)使横梁适应面板厚度参数；

(3)设置横梁自适应宽度参数；

设置横梁的宽度、壁厚和进深参数具体步骤如下：

B11、锁定不需要变化的截面单元；

B12、设置横梁宽度参数，横梁宽度为A2；

B13、设置壁厚参数为t2；

B14、设置进深参数为B2；

使横梁适应面板厚度参数的具体步骤如下：

B21、创建一个参照平面，把横梁截面与原工作平面隔开，让横梁截面可以跟着创建的参照平面一起共同移动；

B22、使创建的参照平面与原工作平面之间的距离为面板厚度参数；

设置横梁自适应宽度参数的具体步骤如下：

B31、创建三个宽度方向的参照平面；

B32、令最靠近原工作平面的参照平面为第一参照平面，最远离原工作平面的参照平面为第三参照平面，中间的参照平面为第二参照平面；设置第一参照平面与原工作平面之间的距离为左侧立柱宽度的一般，设置第二参照平面和第三参照平面之间的距离为右侧立柱宽度的一般，设置横梁宽度为第一参照平面和第二参照平面之间的距离；

B33、把横梁左侧端面与第一参照平面锁定，把横梁右侧端面与第二参照平面锁定。

这些参数和前面的意义是一样的，是为了控制这个这个图元自身的各种变化，他本身是独立的，但是在后期使用时，可以与其他参数相互关联，让其整体协作变化。

作为优选，面板缩放和定位包括以下步骤：

C1、在立面视图中创建6个参照平面；

C2、设置面板高度为H3，设置面板宽度为W3；

C3、设置面板与分格线之间的距离为胶缝宽度D；

C4、创建面板边线，并与相应的参照平面锁定；

C5、设置面板厚度参数为t3。

作为优选，所述门窗缩放和定位包括以下步骤：

D1、创建扶手配件，并设置调整参数L1、L2；

D2、插入前面创建的面板族，并关联分格宽W和分格高H；

D3、创建立面开启表达线，并设置成只立面可见；

D4、创建平面开启表达线，并设置成只平面可见；

D5、插入扶手，并设置定位参数L3；

D6、关联各配件之间的调整参数，并设置好共同调整公式。

此过程描述了利用前面的图元怎么进行参数关联后，让其共同协作，来完成一个更加复杂的图元创建。

装饰条相关的参数包括装饰条宽度、装饰条进深、装饰条壁厚和装饰条长度。埋件的高度、宽度、厚度、锚筋直径、锚筋与埋板定位都由其他参数智能调整确定。转接件自适应立柱宽度，并且螺栓能够手动或自动定位。埋件和转接件都为三维可调。

组框好的板块，可以在模型中智能适应任意的分格调整，以及里面的每个构件的尺寸都可以单独智能调整，并且调整完后，其它相关构件也会自适应的进行调整。

设计时，可以通过勾选每个图元的表达范围，来达到控制图形的详细程度。

本发明带来的实质性效果是，只需要少量操作即可生成规范的幕墙设计图纸，显著减少了设计人员的工作量，提高设计速度，可以单独调整某些特定参数，与之关联的参数具有自适应性，始终保持图纸的合理性。

附图说明

图1至图9是本发明的一种立柱参数关联过程示意图；

图10是本发明的一种参数关联完成后的横梁结构示意图；

图11是本发明的一种参数关联完成后的面板结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种基于BIM的幕墙设计方法，包括以下步骤：

一种基于BIM的幕墙设计方法，包括以下步骤：

S1、建立三维零件模型；

S2、以幕墙分格线为定位创建工作平面；

S3、创建限定参数，依据限定参数计算各三维零件的参数；

S4、在工作平面上载入三维零件模型；

S5、依据计算得到的三维零件的参数进行配件缩放和定位，完成板块组装。

三维零件包括立柱、横梁、面板、装饰条、门窗和埋件及转接件。

步骤S3具体包括以下步骤：

E1、在板块组装体系中创建下列参数：分格高H、分格宽W、立柱宽度A1、立柱进深B1、立柱截面厚度t1、横梁宽度A2、横梁进深B2、横梁截面厚度t2、胶缝宽D和面板厚度t3；

E2、依据以下公式计算面板参数：

面板高度H3＝分格高H-胶缝宽D；

面板宽度W3＝分格宽W-胶缝宽D；

面板厚度即为面板厚度t3；

E3、依据以下公式计算立柱参数：

立柱高度H1＝分格高H；

立柱进深b为B1；

立柱宽度为A1；

立柱截面厚度为t1；

E4、依据以下公式计算横梁参数：

横梁的参数W2＝分格宽W-立柱宽度A1；

横梁进深b为B2；

横梁宽度为A2；

横梁截面厚度为t2；

E5、依据以下公式计算密封胶参数：

密封胶高度H4＝分格高H；

密封胶宽度W4＝分格宽W-胶缝宽D；

密封胶直径为胶缝宽D。

这里分格高H、分格宽W、立柱总控参数A1、B1、t1、横梁总控参数A2、B2、t2、胶缝宽D、面板厚度t3为组装体系中自己的参数，和各配件参数但互相独立。只有当E2～E6中设置了关联公式后，它们之间才根据设置的公式进行共同变化。设置好后只需要调整为组装体系中自己的参数就可以达到整个板块互相关联运动的目的。

立柱缩放和定位包括：

(1)设置立柱宽度、立柱壁厚和立柱进深参数；

(2)使立柱适应面板厚度参数；

(3)设置立柱自适应高度参数；

设置立柱宽度、壁厚和进深参数具体步骤如下：

A11、如图1所示，锁定不需要变化的截面单元；

A12、如图2所示，设置立柱宽度，立柱宽度为A1；

A13、如图3所示，设置立柱壁厚为t1；

A14、如图4所示，设置立柱进深b；

立柱宽度、立柱壁厚、立柱进深，这些参数互相独立，但是又共同作用，一起控制立柱的长、宽、高、壁厚等三维尺寸。

使立柱适应面板厚度参数具体步骤如下：

A21、如图5所示，创建一个参照平面，把立柱截面与原工作平面隔开，让立柱截面可以跟着创建的参照平面一起共同移动；

A22、如图6所示，使创建的参照平面与原工作平面之间距离为面板厚度参数；

设置立柱自适应高度参数具体步骤如下：

A31、如图7所示，创建一个高度方向的参照平面；

A32、如图8所示，设置立柱自适应高度参数为创建的参照平面与原工作平面之间的距离；

A33、如图9所示，把立柱与工作平面重合的端面与工作平面锁定，让立柱与工作平面共同运动。

当几个元件放入一个环境后，可以让他们相互关联共同变化，也可以不关联独立使用。

横梁缩放和定位包括：

(1)设置横梁宽度、横梁壁厚和横梁进深参数；

(2)使横梁适应面板厚度参数；

(3)设置横梁自适应宽度参数；

设置横梁的宽度、壁厚和进深参数具体步骤如下：

B11、锁定不需要变化的截面单元；

B12、设置横梁宽度参数，横梁宽度为A2；

B13、设置壁厚参数为t2；

B14、设置进深参数为B2；

使横梁适应面板厚度参数的具体步骤如下：

B21、创建一个参照平面，把横梁截面与原工作平面隔开，让横梁截面可以跟着创建的参照平面一起共同移动；

B22、使创建的参照平面与原工作平面之间的距离为面板厚度参数；

设置横梁自适应宽度参数的具体步骤如下：

B31、创建三个宽度方向的参照平面；

B32、令最靠近原工作平面的参照平面为第一参照平面，最远离原工作平面的参照平面为第三参照平面，中间的参照平面为第二参照平面；设置第一参照平面与原工作平面之间的距离为左侧立柱宽度的一般，设置第二参照平面和第三参照平面之间的距离为右侧立柱宽度的一般，设置横梁宽度为第一参照平面和第二参照平面之间的距离；

B33、把横梁左侧端面与第一参照平面锁定，把横梁右侧端面与第二参照平面锁定。

这些参数和前面的意义是一样的，是为了控制这个这个图元自身的各种变化，他本身是独立的，但是在后期使用时，可以与其他参数相互关联，让其整体协作变化。

图10为设置完后生成的横梁设计图。

面板缩放和定位包括以下步骤：

C1、在立面视图中创建6个参照平面；

C2、设置面板高度为H3，设置面板宽度为W3；

C3、设置面板与分格线之间的距离为胶缝宽度D；

C4、创建面板边线，并与相应的参照平面锁定；

C5、设置面板厚度参数为t3。

图11为设置完后生成的面板设计图。

门窗缩放和定位包括以下步骤：

D1、创建扶手配件，并设置调整参数L1、L2；

D2、插入前面创建的面板族，并关联分格宽W和分格高H；

D3、创建立面开启表达线，并设置成只立面可见；

D4、创建平面开启表达线，并设置成只平面可见；

D5、插入扶手，并设置定位参数L3；

D6、关联各配件之间的调整参数，并设置好共同调整公式。

装饰条相关的参数包括装饰条宽度、装饰条进深、装饰条壁厚和装饰条长度。埋件的高度、宽度、厚度、锚筋直径、锚筋与埋板定位都由其他参数智能调整确定。转接件自适应立柱宽度，并且螺栓能够手动或自动定位。埋件和转接件都为三维可调。

组框好的板块，可以在模型中智能适应任意的分格调整，以及里面的每个构件的尺寸都可以单独智能调整，并且调整完后，其它相关构件也会自适应的进行调整。

设计时，可以通过勾选每个图元的表达范围，来达到控制图形的详细程度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了BIM、立柱、横梁等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。