[分享]BIM建模技术-Revit创建变截面连续梁

发表于2019-07-15    867人浏览    1人跟帖    筑龙币+100  复制链接  只看楼主

Revit常规的创建族方法有5种,即拉伸、融合、旋转、放样和放样融合。拉伸即通过拉伸二维形状(轮廓)来创建三维实心形体,对于等截面的箱梁、T梁和空心板及下部结构墩柱、承台和桩都可以通过这种方法实现,但是对于变截面箱梁明显不适用。

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拉伸

融合通过给定两个不同的截面线性创建形体,可以用来创建构造简单且不需要参数驱动的形体,用这种方法创建变截面箱梁非常复杂,工作量大且效率低。

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2 融合

旋转主要用来创建轴对称的形体。

放样通过给定的二维轮廓沿着路径创建形体,对于等截面的曲线桥,在不考虑纵坡的情况下可以用使用。

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图3 放样

放样融合通过给定两个轮廓,沿着一条变化的路径创建形体,两个轮廓的形状可以不同,路径也可以是直线或曲线。刚好可以用来创建变截面箱梁。但是对轮廓的形状有要求,即轮廓必需是闭合的,为单连通体,而箱型截面中间为空心,无法直接用放样融合创建。解决的方法有两种,一是将箱型截面沿中间分为两部分,两部分分别为独立的闭合轮廓,通过两次放样融合创建箱梁,我们姑且称其为截面分割法。第二种方法是先以箱梁外侧轮廓创建实心形状,再以内侧轮廓创建空心形状,通过实心与空心剪切创建箱梁,称为空心剪切法。

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图4  放样融合

如上图所示,放样融合无法直接将两个箱型截面直接生成形状,可以将截面沿着中线分为两部分。在创建箱梁族之前,首先应该确定箱型截面包含哪些参数,除了顶板、底板和腹板厚度及倒角外,还有桥梁的纵坡、横坡,纵横坡是否变化及桥梁中心线是否为直线等,即模型的精度,考虑的因素越多,模型越精确但也越复杂。

确定模型的精度以后首先创建参照线和参照面,这是最基本也是最重要的一步,合理的参照线和参照面选取可以大大提高建族的效率创建参照线和参照面的目的是通过标注和锁定将轮廓附着在创建参照线和参照面上,这样就可以通过定义并调整参数驱动轮廓变化


一、截面分割法

截面分割法时将箱型截面沿中间分为两部分,如图5所示,分别为独立的闭合轮廓,通过两次放样融合创建箱梁,通过这种方法只需创建一个标准族,其他的变截面可以通过修改参数得到。参照面的选取一般考虑横坡的角度及箱型截面梁高、底板宽、顶板宽和翼缘变厚度等因素。

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图5 截面分割法


1.横坡

横坡的创建可以通过新建与给定水平参照面成任意夹角的一个参照面(以公制常规模型为例),然后给两个参照面间定义一个参数i,通过调整i的值来使横坡变化,如图6所示。此处有两点需要注意,一是对于单向横坡,我们只要创建一个参照面即可,但是双向横坡需要创建两个参照面,当双向横坡的坡度相等时,仍然需要给定两个不同的标注il和ir来分别设置左右横坡值。二是横坡值可以通过公式来确定,如2%的横坡就可以使用公式=atan(0.02)。

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图6 横坡


2.纵坡

纵坡是沿着箱梁长度方向变化的,其在水平方向有高差,可以通过创建两个横坡参照面分别确定前后横坡,这两个参照面竖直方向的高差即为纵坡,也可以通过公式来确定,纵坡高度=节段长度*纵坡坡度*cos(横坡)此处前后两个横坡的坡度可以相等,也可以是不等的,通过变化的横坡可以实现道路的超高。


3.顶底板、腹板

箱型截面梁高、底板宽、顶板宽和翼缘变厚度等因素可以通过定以水平和竖直的参照面确定位置并给以参数,参照面的数量以刚好满足驱动所有参数变化为宜,并不是越多越好,这个数量就需要建模者自己去把握,随着建模的熟练程度和对模型理解的深入,可以用多种方法来实现。

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图7 参照面

4.路径

参照面大致确定好后,可以通过放样融合建立一侧的模型,首先是选择路径,绘制路径前还应沿着构件长度方向新建一个参照平面并给定参数L,即构件的长度,如图8所示。路径的起点和终点分别为两个截面的原点,通过调整参数L便能实现节段长度的变化。此处路径可以是正交或斜交直线,也可以是曲线,如果是斜交直线或者曲线,便可以用来创建斜弯桥,但是应注意路径中心在横向有偏移,所以还需建立一个横向偏移的参照面,参照面的位置通过三角函数公式或者弧长公式确定。另外直线的路径始终与截面相垂直,曲线路径的切线也与截面相垂直。

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图8 路径

路径确定完成后开始绘制轮廓1和轮廓2,在确定好的参照面上通过给定相关参数来确定顶板、底板、腹板及倒角的位置。此处应注意通过将轮廓线锁定到相应的参照面上确定箱梁的高度和宽度,通过标注和参数确定顶板、底板、腹板及倒角的厚度


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图9 尺寸标注及定义参数

分别绘制好两个轮廓后完成箱梁的创建。通过调整不同的参数实现变截面。

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图10 单箱单室箱梁


5.总结

截面分割法创建变截面箱梁对于初学者来说相对较为困难,其重难点在于选择合适的参照面及相应的参数,需要建模者对放样融合方法有一定深度的理解,用此种方法可以实现变截面箱梁的梁高、顶底板和腹板厚度、纵横坡等的变化,总结其优缺点如下。

优点:1.所有的参数都在一个族里确定,便于调整。


缺点:1.需要大量的参照面和参照线,特别是对于复杂的斜弯桥。

2.由于截面分成两部分,在后续钢筋建模时位置捕捉也会分段,需要再次调整。


二、空心剪切法

空心剪切法在使用时一般通过载入轮廓创建,即需要先创建好截面的轮廓族,分别建立实心部分的外轮廓及空心部分的内轮廓,对于单箱单室箱梁,需要4个轮廓。其它方法与截面分割法相似,都需要定义参照面和参数实现轮廓的变化,不推荐直接导入CAD的截面,因为CAD的截面有时候没有纵横破。

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图11 实心轮廓

对于单箱多室截面,需要分别创建每个箱室的空心形状。

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图12 空心轮廓

最后将所有的轮廓载入公制常规模型中,绘制路径,路径仍然可以是正交和斜交直线、曲线等。对于圆曲线可以先给定弧长和半径,通过弧长公式确定曲线的起点和终点。对于缓和曲线,暂时还不能很好的实现建模及参数调整。对于斜交桥梁,不像截面分割法还需创建横向参照面,可以直接在属性栏的 “水平轮廓偏移”处通过调整轮廓的水平偏移实现。同样的通过“垂直轮廓偏移”实现纵坡坡度,还可以通过角度实现轮廓的扭转,通过轮廓已翻转实现横坡方向的变化。轮廓水平和竖直偏移值也可以通过组参数来用公式来确定,这样在项目中便可以调整参数来实现纵坡及水平偏移值,而不用返回到族中再进行编辑。

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图13 属性对话框

分别绘制好两个轮廓后完成箱梁的创建。通过调整不同的参数实现变截面。

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图14 单箱六室箱梁

4.总结

空心剪切法在创建箱梁族时理解相对容易,但在建模过程中仍需要通过一定的参数来控制截面的尺寸,其重难点是在需要先建相当数量的轮廓族,通过载入轮廓族放样融合创建形体。其优缺点如下。


优点:1.创建轮廓时使用的参数较少,较容易上手。

      2.对于斜弯桥比截面分割法相对方便;

  

缺点:1.需要先创建相当数量的轮廓族,修改参数需要返回到各个轮廓中





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 发表于2019-07-15   |  只看该作者      

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