Creation and Application Revit Family for Anchored Retaining Wall
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摘要: 三维BIM技术发展迅速，并且已经越来越多的应用到工程实践中，尤其是在一些地形或建筑、结构形式复杂的项目中，三维模型更能体现其优势。本文介绍在某地形复杂的项目中，利用Revit软件，实现锚杆式挡土墙族的制作与工程应用。Abstract: 3D BIM technology has developed rapidly, and it has been more and more applied to the engineering practice, especially in some projects with complex terrain construction or structure form, and three-dimensional model can better reflect its advantage.In this article, a project of complex terrain is studied, which uses Revit software to realize the anchored retaining wall production and engineering application.
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Keywords:
- BIM /
- Revit /
- Family /
- Anchored Retaining Wall
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1. 工程概况
某大型山地项目，地面标高复杂，采用较多锚杆式挡土墙，在设计平面施工图完成后，发现挡墙间的关系复杂，表达不够清楚，难以指导施工，最终决定采用BIM技术进行三维建模以真实地反应场地及挡土墙状况。
通过图 1-4我们发现，二维施工图时代，绘图人在平面上以直线表达定位，然后通过详图大样及立面展开图进行表达挡土墙的做法。使用者操作相对简单。缺点是不能表达每一处的剖面节点，对一些相互关系不能表达很准确清楚。克服这些缺点的最好方法就是进行三维绘图表达。但在三维绘图时，我们首先要做到的却是要能够“简便操作”。只有这样才能使使用者在不浪费更多时间、精力的情况下获得最完美的作品，从而切实体会到三维绘图的优点。
2. 锚杆式挡土墙族的制作
目前在Revit软件及市场各类插件中都还没有锚杆式挡土墙的族，所以我们只能自行制作。
(1) 选择族样板文件
对于做任何族选择最合理的族样板显得尤为关键。这直接决定了该族的使用方式。本工程挡土墙族我们选用“基于线的常规模型”族样板文件进行制作。目的是使使用者以熟悉直线表达方式进行操作。
(2) 确定使用插入点
以挡土墙挡板与下地面线的交点作为使用插入点。即所绘直线即为坡底地坪的外轮廓。该线即为图 2中的下地面线。
(3) 绘制挡板常规模型
使用【融合】命令创建挡墙实体。
【编辑顶部】：首先进行首点处的截面绘制，对截面进行参数化。使用者将通过输入首点的上下标高自动确定挡墙高度，并可输入挡板厚度、倾斜角度、基础尺寸、埋深、压顶梁尺寸、截水沟尺寸等。见图 5。
【编辑底部】：然后进行末点处的截面绘制，末点处的基本形状与首点处一致，但末点上、下标高应允许任意调整。末点绘制的难点即在于对插入点及坡顶点的平面定位。见图 6。
(4) 肋柱
肋柱采用阵列的方式实现。但由于挡土墙高度是在变化的，即无法保证肋柱有统一的高度，简单利用Revit阵列命令无法实现。于是我们采取了把肋柱分为上下两段，分别沿上下地平线进行阵列，以达到所需效果。(但缺点是上下两段柱会有部分重合，造成算量有误差，目前此问题还未解决)
上下柱分别采用“公制常规模型”建立单独的族，再以嵌入族的方式使用。
肋柱布置时的插入点定位也是关键。肋柱使用时应允许输入肋柱左边距，即首个肋柱距墙边的距离，同时通过输入肋柱间距，自动布置肋柱。前立面示意见图 7。
肋柱个数即阵列数n=rounddown((长度-肋柱左边距)/肋柱间距)+1；
肋柱总间距Xn=肋柱间距 * (n-1)；
首肋柱下定位Y1=肋柱左边距 * (YY-Y)/长度+Y；
首肋柱上定位Y11=H+tan(角)*肋柱左边距+Y；
末肋柱下定位Yn=(肋柱左边距+Xn) * (YY-Y)/长度+Y”；
末肋柱上定位Ynn=H+tan(角) * (肋柱左边距+Xn)+Y；
其中角=atan((末点上标高-首点上标高) * 1000 mm/长度)。
(5) 连接端处理
通过以下处理，一道挡土墙已经能够实现。但实际应用中，当两段直线形成夹角时，相邻的实体无法连接成一个整体，如出现较大重叠或空隙。如图 8、9。
这就需要在连接时形成凹角时补出一部分墙，形成凸角时剪切一部分墙体。以达到良好的连接效果。
图 10即为经过连接处理后的前立面图，左侧用于凹角相连的情况，右侧用于凸角的连接情况。突出或凹进的部分采用【拉伸】、【融合】及【空心拉伸】创建。与此同时关键都在于确定伸出或缩进的距离。通过一定的数学知识推导，得出以下参数算式：
首伸出=(H/tan(a)+墙厚/sin(a))/tan(首角/2)；
末缩进=(H1_2/tan(a))/tan(末角/2)；
首沟伸出=(H/tan(a)+墙顶梁宽-t+截水沟宽+沟壁厚)/tan(首角/2)；
末沟缩进=(H1_2/tan(a)+墙厚/sin(a)+截水沟宽)/tan(末角/2)；
其中a为挡土墙倾斜角度，本工程默认为80°；
t=墙顶梁宽-墙厚/sin(a)。
经此处理后，挡土墙间的连接基本满足要求。
(6) 平面表示处理
此时挡土墙的三维表达已经清楚，但平面表达却显得很乱。首先选中所有实体在【可见性设置】中设置为仅【精细】可见。然后在“天花板平面”中找到下地面线及上地面线的实体线位置用粗线绘制并与之锁定。同时，我们在中间增加了挡土墙编号，在直线两端增加首末点的上下标高，所有值均实现参数联动，以便使用者应用及修改，见图 11。
(7) 可见性选项
最后我们增加了“带肋柱”“截水沟可见”“左、右标高可见”等一系列是否选项，并对相应实体进行了可见性关联。以满足用户的不同需求。
(8) 族的种类
前文提到由于使用时直线间有凹角和凸角两种情况会出现，前文图例为左凹右凸的情况，且目前无法在同一族中实现凹凸转换，所以我们制作了四个族—即“凹凹”“凹凸”“凸凹”“凸凸”以满足所有连接情况。
3. 族的应用
图 12及图 13即为该族的【属性】及【类型属性】对话框，用户输入相应值，再在平面图中绘制直线即可。图 14为绘制的平面图，图 15为三维图的工程应用实例，图 16为三维图的局部放大。
4. 总结
通过自建的挡土墙族，使用者只需在平面上绘制直线，修改标高文字，即可完成所有三维绘制工作。此种操作甚至比二维CAD绘制的还要快、准、好。所以我们得出结论：只要我们的BIM软件能够做到简便操作，三维绘图时代将很快到来。
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[1] Autodesk Asia Pte Ltd. Autodesk Revit 2012族, 同济大学出版社, 2012 [2] 廖小烽, 王君峰. Revit2013/2014建筑设计火星课堂, 人民邮电出版社, 2013 [3] 柏慕培训. Autodesk官方标准教程(AOTC), Autodesk Revit Architecture高级应用, 化学工业出版社, 2008
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