谭娟
江西鑫磊工程造价咨询有限公司 江西，吉安 343000
摘要：为了探索BIM技术在建筑模块中的应用，现提出基于BIM技术的二次开发插件Dynamo可视化编程的建筑模块的快速创建方法，并选取具体建筑构件做出详细的论述。从施工领域和建模角度分析预制桩构件的特点，提出利用可视化编程创建桩预制构件的新思路，实现预制桩内钢筋的快速建模，提高BIM建模效率。
关键词：二次开发 自动化布置 预制桩构件
1前言
随着BIM技术在建筑行业中发展愈发成熟，利用其可视化、信息化、协同效率高等基本特征实现项目多方的信息共享，并贯穿建筑行业整个生命周期。但BIM技术在项目中针对单一建筑模块的数据处理和信息提取应用甚少，未能体现三维构件模型的全部信息价值。Revit作为一款主流BIM建模软件，而Dynamo是一款基于Revit的可视化编程插件，对建筑模块进行针对性的开发设计，通过编程语言计算分析数据并判断返回结果，最终通过程序接口将程序载入到软件中，实现该建筑模块的功能需求。【1】
针对建筑模块进行建模，并进行二次开发的流程主要可概括为：具体建筑模块的需求分析、针对需求进行的可视化编程操作，包括程序设计、程序的后期优化和完善、程序模型的输出，最终实现建筑模块的自动化布置，提高建模效率。
2建筑模块的需求分析
2.1施工技术领域对建筑模块的需求分析
在施工方面，目前大多数构件在钢筋下料方面存在钢筋种类复杂，钢筋数量繁多，布置规则不明确等现象【2】，以预制桩钢筋下料为例，传统二维图纸无法详细对钢筋接头处的搭接设计、钢筋的弯锚长度、钢筋的具体位置进行详细设计，不仅浪费材料，还无法精确指导工人施工，使得桩基础达不到图纸要求的设计强度。
2.2建筑模块模型创建技术路线分析
在建模方面，桩内部钢筋模型采用传统手工建模的方式，存在桩内部钢筋布置规则不明确、钢筋模型之间相互碰撞、手工一根一根布置费时费力等缺点。为加快建模速度，提高钢筋模型的精度，故需对钢筋建模的技术路线进行研究。目前市面上主流的钢筋建模技术路线主要有晨曦、广联达云翻样、手工建模几大类。采用传统手工建模和采用晨曦软件钢筋建模均会出现钢筋之间相互碰撞的现象，不便于直观表达钢筋之间具体的连接构造。采用广联达云翻样进行钢筋建模时，虽然钢筋模型个数和钢筋明细表对应，但总体上钢筋的模型线比较粗糙，且在钢筋弯绕部分无法显示钢筋之间的层级关系，也不能清晰表达钢筋之间的连接构造关系。
通过对以上钢筋在施工和建模方面的需求分析，为提高钢筋的建模速度和钢筋的模型精度，确保钢筋三维模型和施工设计图纸的对应，故采用BIM技术进行钢筋建模，导出钢筋明细表，从而实现钢筋下料的优化。
采用BIM二次开发技术实现桩构件模型设计程序需实现以下功能：
（1）对所有设置的钢筋参数可任意调整。
（2）钢筋模型之间无相互碰撞。
（3）桩构件钢筋布置规则符合设计规范和图纸要求。
（4）软件中可统计钢筋模型的消耗量。
（5）对任意大小的同种类型的桩构件也能实现钢筋的自适应布置。
3 Dynamo可视化编程的优势
Dynamo是基于Revit的可视化编程插件，通过编程或者调用节点模块来实习模型的自动化布置、复杂模型的创建等，具有以下优点：
（1）Dynamo平台将复杂的编程语言转换成节点模块，可直接在插件界面进行调用。
（2）Dynamo平台中可直接进行程序编写，适用的编程语言包括Python语言和C#语言。
（3）Dynamo平台针对建筑模块，调动相应节点即能实现模型的批量创建。
4操作方法
4.1程序设计
该构件模型设计程序主要是在Revit的二次开发插件中编写，在Revit中建立桩模型后，通过Revit二次开发插件dynamo，将桩基础作为宿主，在宿主中载入各种类型的钢筋族，通过DesignScript语言进行数据计算和分析能够通过提取桩构件中不同种类钢筋类型的钢筋定位线，使桩钢筋可以通过设置给定的尺寸、间距、保护层厚度、布置位置参数，自适应布置，通过精确的钢筋定位线，避开钢筋内部碰撞，最后形成钢筋实体【3】。
（1）创建预制桩构件竖向钢筋定位线
在程序实现过程中，利用Element节点指示用户选择对象，选中需要进行钢筋布置的桩构件，根据桩构件的表面几何参数，筛选桩模型上下表面FaceA和FaceB，将FaceA和FaceB的边进行等分，由此在上下两表面形成N个等分点。在lookup中查询相应的直线命令，将FaceA和FaceB上下对应的等分点连成N条直线段，这N条直线段即桩构件中初始钢筋定位线。
设置混凝土保护层厚度。根据桩构件模型的几何信息，利用CenterPoint节点获取FaceA和FaceB的圆心，将桩构件中的初始钢筋定位线进行向桩构件上下表面的圆心偏移，偏移距离即混凝土保护层厚度，偏移方位即FaceA和FaceB表面边的各个等分点到圆心的方向向量，最终在Gemetry Translate输出端口处生成桩构件竖直方向上的钢筋定位线。
（2）创建纵向箍筋钢筋定位线
获取FaceA表面边LineA，将LineA沿着FaceA的法向向量方向阵列偏移，设置桩身长度为a，偏移距离为b，距FaceA的初始偏移距离为c。在Code Block处输入“a..c..b”,即以a为首项，c为末项，b为公差的偏移数列的方向向量，将LineA沿着“a..b..c”进行阵列偏移，得到桩构件内纵向箍筋初始钢筋定位线。将箍筋初始定位线沿着圆心方向偏移得到纵向箍筋钢筋定位线。
（3）生成钢筋实体模型
钢筋定位线的排列算法确定后，确定钢筋的型号、样式、弯钩方向、弯钩类型将其通过节点载入Rebar.ByCcuve中，最终生成钢筋实体模型，完成程序编写。
该程序可适用于所有尺寸的同类型混凝土预制桩，不限于桩构件的长度和直径大小。同时，钢筋之间的排布间距、钢筋根数、混凝土保护层厚度、起步箍筋的距离、不同类型的钢筋族皆为可调整参数。
4.2程序优化
完成预制桩构件钢筋自动化布置程序后，应将此程序不停运行，并在程序运行过程中查找程序运行中的错误并进行优化调试。在程序运行中，遇到程序节点颜色显黄，即表明程序在运行该节点时运行错误，应立即对程序进行调整。
调试过程中，保存该桩构件的程序，并创建多个不同尺寸的预制桩构件，将原程序重新链接到新创建的预制桩构件上，若程序仍在新创建的预制桩构建上运行且不发生程序运行错误，即该预制桩的钢筋自动化布置程序对同类型预制桩具有普遍性。
4.3程序输出
完成预制桩构件的钢筋自动化布置程序后，生成dyn文件。开发者需打开Revit预制桩三维模型，在“管理”中打开dynamo，并在已完成的程序界面左下角单击“运行”，程序运行完成后启用背景三维预览导航【4】，即可清晰观察到该预制桩内钢筋模型的布置。
5 结语
Revit和其二次开发插件Dynamo是建筑模块信息模型高效且可行的创建方法，通过预制桩内部钢筋的自动化布置创建案例，提供了一套独特且迅速的钢筋在预制桩构件中快速布置的流程，为其他建筑模块快速创建方法提供了一套新的科学方法和理论依据。
参考文献:
[1]冯博坤. 张吉怀铁路龙鼻河大桥施工BIM技术研究与应用[D].石家庄铁道大学,2020.
[2]何小琴,李德兵.对11 G101—1《平法图集》几个典型话题的分析与讨论[J].建设监理,2015(05):57-60.
[3]张仰福,唐能,陈辉.基于预制混凝土构件的支桩设计及应用[J].建筑结构,2021,51(11):164.
[4]苏志刚,郝军洲,刘强,王生祖. 关角山公路隧道BIM数字化设计技术研究[A]. 中国图学学会建筑信息模型（BIM）专业委员会.第六届全国BIM学术会议论文集[C].中国图学学会建筑信息模型（BIM）专业委员会:中国建筑工业出版社数字出版中心,2020:4.