基于Revit的單箱梁參數化設計
目前BIM在橋梁方面的應用還不夠成熟，大部分的橋梁BIM設計都是簡單的從二維圖紙到三維的翻模工作或者用于制作動畫需要。我們知道，BIM是“建筑信息模型”的英文簡稱，那么作為一個信息的載體，應該不止停留在外觀上，而應該更多地承載建筑的特征信息，如特征尺寸、材質、配筋等。另外，我認為BIM還應該用于提高設計效率。像在CAD一般都會有通用圖一樣，BIM可以通過建立“族”來實現建筑的參數化設計。下面我就簡單介紹一下如何通過建立“族”的方式進行單箱梁的參數化設計。
首先，我們需要理解族的概念，族簡而言之，就是具有相同特征的物體的集合。如所有的圓柱體，就可以看做一類族，因為它們都可以通過底面半徑和高度這兩個特征表示，通過修改底面的半徑和高度，可以得到所有的圓柱體。Revit的族也是同樣的道理，通過用參數表達同一類物體的特征信息，并修改參數，可以得到任意相同特征的建筑物體。
下圖為基于Revit族建立的曲線單箱梁實體，其中單箱梁的梁高、梁寬、腹板厚等特征參數可通過參數進行修改。要建立Revit族，首先要確定選用什么類型的族樣本文件。Revit為了簡化族創建的操作，提供了很多創建族的樣本文件。不同樣本文件適用于不同類型的族的創建，對于箱梁這類梁結構，可選用“公制結構框架 - 梁和支撐”樣板文件。在該樣本文件下，主要需要定義箱梁的截面，并對截面的尺寸進行參數化，最后再進行拉伸。
在打開“公制結構框架 - 梁和支撐”樣板文件后，會出現下圖所示界面。其中黑色的粗線代表模型線，也就是模型截面拉伸的路徑線，模型線的端頭和末尾就是在放置模型時所需要定義的起點和終點。矩形的灰色框為矩形梁的頂面。墨綠色的虛線代表參照平面，參照平面有兩個作用，一是提供一個二維操作的平面，二是給物體的約束提供參照。最后就是尺寸標注，這里“長度=3000”代表已經將最外側兩個參照面之間的水平距離進行參數化了，參數名為“長度”，設置值為3000；另外我們還需注意到還有兩個“EQ”的尺寸標注，這里EQ代表兩個標注的距離是相等的，而不是指情商。此處的“EQ”充當了約束的角色，也就是說最外側兩個參照平面相對于最中間的參照平面要保持對稱。在建立族時，約束的存在是為了能夠將物體內部各個元素的相對位置關系予以確定，從而在參數確定后，能生成唯一的實體。
在這里，我們可以刪除長方體以及中間四個參照平面，因為我們只需要模型起點和終點對應的兩個平面，將模型線端頭和末尾拖拽至與兩側參照平面平齊，這樣生成的模型的長度與族參數“長度”的數值就會保持相同。族參數“長度”的值可通過雙擊相應的尺寸標注或者在菜單欄“族類型”中進行修改?？梢园l現，當族參數“長度”的值發生變化時，模型線的長度也會相應變化。
在建立箱梁截面前，首先需要設置參照平面，即設置進行繪制截面的二維平面。選擇菜單欄“創建”――“設置”――“選擇一個平面”，選中最左側的參照平面，選擇“立面左”即切換至模型線起點位置的垂直平面。
在建立箱梁截面時，為了方便后面的參數化，建議按由簡單到復雜、由整體到局部的方式繪制截面。在完成基礎部分時，添加相應的約束，并設置參數，當修改參數能實現截面正確變換時，再繪制細節的截面部分。這樣的好處是可以及時排查錯誤，發現多余的約束，從而節省整個建模時間。本次要建立的箱梁截面如下，包括頂板、底板、腹板、挑臂和倒角部分。按照整體到局部的繪制方式，應先建立外部輪廓，再建立內部箱室輪廓。
這里教大家一個技巧，首先在CAD圖中繪制號一個箱梁截面，然后在Revit中選擇“插入”――“導入CAD”，即可將CAD圖形導入到Revit當前的操作平面當中。這里需要注意的是，在默認情況下，被導入的CAD圖形的原點與當前操作平面的原點重合，建議在繪制CAD圖形時，將原點設置在正確的地方，在這里我將其原點設置在頂板中心，導入后的界面如下圖所示。
將CAD圖形導入后，選擇“創建”――“拉伸”，在右側繪制菜單欄中選擇“拾取線”，將外輪廓全部選擇，點擊“完成編輯”，則會生成一個具有箱梁外輪廓的實體模型。這里可以將導入的CAD圖形關掉，即選中CAD圖形，點擊左下角像眼鏡的圖標，隱藏圖元即可，隱藏后界面如下圖所示。
接下來需要對這個實體進行約束，首先，我們想要讓它關于中心線保持對稱。雙擊模型進入編輯模式，選擇對齊標注，對頂板兩側和中心線位置的參照平面之間距離進行連續標注，標注后會出現“EQ”的字樣，點擊一下即完成了頂板的對稱約束，即相對于中間的參照平面保持對稱，如下圖所示。完成約束后，點擊退出編輯，當你拖動頂板左右邊線時，你會發現另一邊也會相應對稱移動。同樣你可以繼續對底板進行對稱約束，不過這里要標注的是底板角點到中心線的距離。
另外，需要將箱梁的頂面與參考標高對應的平面進行對齊，這時需要用到對齊功能，輸入“AL”命令，先選擇參照標高對應的虛線，再選擇箱梁頂面線，這時會出現一個鎖的圖標，且顯示鎖是打開狀態，點擊一下鎖的圖標，則完成對齊約束。完成約束后再將模型往下拖動時就會出現錯誤，并警告不滿足約束條件，也就是說此時頂面只能在參考標高所在的水平面內移動。完成最基本的約束后，即可開始添加族參數，實現截面尺寸的參數化。
對于箱梁截面，最基本的尺寸參數有頂板寬、底板寬、頂板厚、底板厚、腹板厚等。由于最開始建立的是外部輪廓，因此先建立外部輪廓的尺寸參數。Revit建立族參數的主要步驟就是先將物體的特征尺寸進行標注，然后將標注添加到族參數中，以一個從參數名來定義它的特征尺寸。雙擊實體進入編輯模式，這里可以先標注箱梁最外側邊線之間的距離，然后將標注選中，這是菜單欄會出現如下窗口。其中標簽中放置的就是已經定義好的族參數，選擇右側的紅圈中的圖標，則會出現“參數屬性”對話框，在這里你可以定義族參數名稱，定義好后點擊確定。? ??
那如何通過之前定義好的族參數進行頂板寬的變化呢，退出編輯模式，在菜單欄中點擊紅圈中的圖標“族類型”，即會出現“族類型”的對話框。在這個對話框中，可以修改“頂板寬”對應的數值，修改完點確定，則箱梁的頂板寬會發生相應的變化。另外，參數也可以事先在“族類型”對話框中定義好，然后選中標注，點擊標簽，選擇實現定義好的參數也可以將標注進行參數化。其余尺寸如底板寬和梁高等也可以采用類似的方法進行參數化。這里要注意的是，對齊標注可以標注線與線、點與線和點與點之間的距離，如標注頂板的寬度可以標注箱梁最外側邊線之間的距離，而底板寬則標注兩個底角點的距離。當表達截面的特征尺寸時，一定要將特征點或者特征線之間的位置關系理清楚再進行標注參數化。
這里我主要對頂板寬、底板寬、梁高、挑臂端部厚度和挑臂根部厚度進行了參數化，即可完整表達箱梁外輪廓的信息。在族類型窗口中，可自由修改對應族參數，從而實現外輪廓的變化。
下面開始建立箱室的輪廓，雙擊模型進入編輯模式，采用“偏移”功能，即輸入“O”命令，建立箱室內輪廓邊線，再采用“修剪”功能，即輸入“TR”命令，將內輪廓多余的邊線進行修剪形成一個閉合的整體，如下圖所示。
建立完成后，對頂板厚、底板厚和腹板厚進行尺寸標注，并采用相同的步驟進行參數化，則單箱梁的參數化設計基本完成。在實際的工程應用中，為防止腹板與頂底板交點處應力集中，還會進行倒角處理。對于倒角部分，則在原箱梁模型的基礎上添加四個三棱柱即可，點擊“創建”――“拉伸”，建立四個三角形截面，如下圖所示。
將每個三角形與腹板、頂底板內邊線貼合的兩個邊對齊到對應的箱室內邊線，再對三角形的兩個邊進行尺寸標注和參數化，則完成倒角部分的參數化設計。
最后雙擊參考標高樓層平面進入到參考標高平面內，將箱梁和倒角模型端頭與末尾對應的平面對齊到外側兩個參照平面當中，如下圖所示，這樣就可以實現長度的變化。然后點擊“修改”――“連接”――“連接幾何圖形”，將箱梁和倒角部分進行連接，進入三維視圖，即可得到箱梁的完整模型。
在完成單箱梁族的建立后，導入到項目中，通過定義起點和終點以及連線的方式，即可完成箱梁模型的放置，如下圖所示。完成放置后，選中模型，點擊窗口左側屬性欄的編輯類型，修改其中的尺寸參數，即可自動完成整段梁截面尺寸的修改。
潛江園林版權聲明：對本內容有異議或投訴，敬請聯系網站管理員，我們將盡快回復您，謝謝合作！