BIM结构正向设计系列之——结构柱族的参数化设计

浏览:1324人 发布于:2021-09-29 分享

    这一期我们继续分享在不借助插件的情况下,根据Revit族的参数化特征,对柱详图族进行深度自定义,实现结构柱平面与详图关联同步,自动绘制详图钢筋,自动判断钢筋的合规性等。笔者试图通过本案例,为其它族的制作提供一个思路,旨在起到抛砖引玉的目的。

    Revit族概念

    Revit族是某一类别中图元的类,是根据参数集共用、使用上相同和图形表示相似来对图元进行分组。一个族中不同图元属性可能有不同的值,但属性的设置是相同的。

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    图1Revit图元与族关系

    Autodeskrevit中的所有图元都是基于族的。“族”是Revit中使用的一个功能强大的概念,有助于您更轻松地管理数据和进行修改。每个族图元能够自定义多种类型,根据族创建者的设计,每种类型可以具有不同的尺寸、形状、材质设置或其他参数变量。使用族编辑器,整个族创建过程在预定义的样板中执行,可以根据用户的需要在族中加入各种参数,如:距离、材质、可见性等等。

    族参数在revit族中起到了画龙点睛的作用,当你画好一个族文件,它只是一个观赏的样子罢了,没有任何的参数、尺寸,起不到什么作用,要让它成为一个包涵很多参数的“数据库”,就必须在族类型里面添加参数。

    比如说框架柱,在一个项目里面可能会出现很多个大小不同的框架柱,要是没有添加任何参数,就只能往项目里载入很多很多的框架柱,这样即占内存又不好管理,所以族类型里面的尺寸标注起到了很大的作用,每加上一个标注时就给它套上一个公式,当所有的公式都成为一个有关联的公式群时,你所绘制的族文件就可以做到牵一发而动全身了,每改一个数值,其他的参数就会根据所编的公式进行相应的变换。

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    图2族类别和类型

    柱详图族设计思路

    根据不同几何形状的柱截面来建立族文件,通过可见性控制参数,控制同一个构件在平面图和详图中的显示内容,以符合不同的制图规则;通过族参数控制几何截面尺寸和放样钢筋,以符合详图的配筋表达;使用计算公式,校核构件中纵筋配筋率和箍筋体积配箍率,判断是否满足规范要求,以达到合规性校核作用。

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    柱详图族设计细节

    柱截面分类及定义

    按照常用结构柱的几何形状进行分类,分为矩形、L形、T形、Z形等。也可以在详图中添加墙身剖断线的可见性,这样结构柱也可以用于剪力墙边缘构件中。

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    图3结构柱族平面及三维图

    以L形柱族为例,其几何截面参数定义如下:

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    图4形柱几何截面定义

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    图5柱几何参数定义

    柱平面表达和详图表达

    在平面图表达中,根据墙柱平法制图规则,柱平面布置图要求为构件外框线,而剪力墙平面布置图中边缘构件要求为带阴影填充的构件外框线。在族参数中通过设置可见性,以满足以上两种情况的要求。

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    图6柱或边缘构件在平面中的显示

    在柱详图表达中,直接复制平面中同一个类型的族,打开钢筋和尺寸标注等可见性以满足详图要求,这样既能保证平面图中的几何尺寸与详图尺寸一致,且保证详图配筋与几何截面保持匹配,因为详图中配筋是根据几何尺寸自动生成的。

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    图7柱或边缘构件在详图中的显示

    钢筋参数化设置

    钢筋表达采用二维图元代替,通过参数进行控制,对常见的点钢筋、箍筋、拉筋基本图元建立族文件,这些图元中包含必要的信息,比如钢筋直径、间距、长度等。

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    图8钢筋详图族

    这些钢筋族文件被组装到柱详图族中,并与几何参数发生关联,从而实现联动修改。比如点钢筋采用阵列放样,根据构件的几何尺寸自动生成需要的根数。箍筋和拉筋也采用阵列放样,根据构件几何尺寸自动生成所需的箍筋或拉筋肢数。

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    图9柱详图钢筋自动放样设置

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    图10柱详图钢筋自动放样输入参数

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    图11柱详图钢筋自动放样计算公式

    柱纵筋配筋率

    柱纵筋配筋率通过内置公式计算,其中,纵筋根数和直径数据来自详图,详图中数据又与几何截面建立关系,无论修改平面还是详图的几何参数,柱纵筋配筋率会自动重算并更新,然后在柱详图表格中显示出来。

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    图12纵筋配筋率计算公式

    柱箍筋配筋率

    截面箍筋配筋率也通过内置公式进行计算,不过要复杂些,需要考虑箍筋的保护层厚度、实际数量、重叠关系等,在公式中要进行必要判断和处理。

    箍筋的所有参数,包含肢数、直接、长度等均来自详图,详图中数据也与几何截面建立关系,无论修改平面还是详图的几何参数,柱箍筋配筋率会自动重算并更新,然后在柱详图表格中显示出来。

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    图13箍筋体积配筋率计算公式

    详图表格

    详图表格采用自定义族,表格中的各项参数直接从详图族中读取并自动更新。显示内容包含核心区面积、箍筋总长、体积配箍率、实配纵筋率、体积配箍率、柱全截面面积、纵筋配筋面积、规范要求纵筋率、规范要求体积配箍率等。

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    图14详图表格

    合规性校核

    通过输入构件的基本信息,比如混凝土强度、抗震等级、轴压比等。在详图表格中自动生成纵筋配筋率、箍筋配筋率、钢筋根数等信息,并生成规范限值。帮助设计人员在建模制图过程中进行实时校核。

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    图15合规性校核

    总结

    通过结构柱详图族的深度自定义案例,我们可以看出在BIM平台下,构件的参数化定义比传统的二维平台要优越很多,构件和图形可以通过参数控制,保证了图形和参数的协调一致。另一方面,通过设置公式,还能解决一些计算问题,Revit公式中还支持一些简单的判断和条件函数,这样使族定义更加灵活。

    总之,数据是BIM的核心,用好这些数据将会使我们的工作事半功倍。


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