前言

BIM設(shè)計(jì)近些年越來越得到大家的認(rèn)可，被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)的工程設(shè)計(jì)中。AutodeskRevit是三維設(shè)計(jì)中用到的一款主流設(shè)計(jì)軟件，本文將AutodeskRevit與管道系統(tǒng)支吊架相結(jié)合，旨在探索如何在三維設(shè)計(jì)中制作、并使用管道支吊架。

AutodeskRevit是為建筑信息模型(Building In-formation Modeling，BIM)服務(wù)的綜合應(yīng)用程序，包含適用于建筑設(shè)計(jì)、設(shè)備和結(jié)構(gòu)工程及工程施工的各項(xiàng)功能。AutodeskRevit通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型即時(shí)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)師的工作并提高設(shè)計(jì)精度；通過協(xié)同工作加強(qiáng)設(shè)備專業(yè)和建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)間的信息溝通以減少?zèng)_突；通過模型分析支持節(jié)能設(shè)計(jì)；通過自動(dòng)更新變更，減少整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的失誤，是BIM設(shè)計(jì)中的主流應(yīng)用軟件，在民用及工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。

管道支吊架是除了管道、管件及管道附件之外的管道系統(tǒng)重要組成部分。工程上用來控制管道振動(dòng)、限制管道位移、承擔(dān)管道重量并將其產(chǎn)生的動(dòng)靜荷載傳導(dǎo)到構(gòu)(建)筑物之上的各種裝置與組件都屬于管道支吊架的范疇。

在水泥工藝設(shè)計(jì)中，暖通動(dòng)力管道需要沿著構(gòu)(建)筑物敷設(shè)，在敷設(shè)過程中是離不開各種類型的管道支吊架的。暖通動(dòng)力管道支吊架的主要作用是限制管道位移及承載管道荷載。在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)中，管道支吊架可以通過AutoCAD平面線條的組合在二維圖紙中示意出來，對(duì)于具體的型式及安裝方式方法，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以參考相關(guān)的支吊架標(biāo)準(zhǔn)圖集或者對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的管道支吊架大樣圖。而在三維設(shè)計(jì)中，所有的東西都需要在立體空間呈現(xiàn)出來，因此與二維設(shè)計(jì)相比，三維設(shè)計(jì)中支吊架需要具備以下特點(diǎn)：(1)三維設(shè)計(jì)的特點(diǎn)決定了支吊架的外形必須與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝的管道支吊架相同；(2)設(shè)計(jì)中管道支吊架數(shù)量較多，所以必須易于布置；(3)三維設(shè)計(jì)要求能夠自動(dòng)生成精確的支吊架材料量，因此管道支吊架的材料統(tǒng)計(jì)要求必須準(zhǔn)確。

水泥工藝設(shè)計(jì)中涉及暖通動(dòng)力管道較多，常見的管道有供暖供冷管道、壓縮空氣管道、柴油管道等，其中壓縮空氣管道是水泥廠必有的。民用工程設(shè)計(jì)中的構(gòu)(建)筑物外形輪廓相對(duì)整齊規(guī)則，而水泥廠工藝設(shè)計(jì)中涉及到的窯尾預(yù)熱器、高大的料庫(kù)、物料輸送的廊道形狀比較復(fù)雜，工程設(shè)計(jì)有一定的獨(dú)特之處。本文根據(jù)水泥工藝設(shè)計(jì)自身特點(diǎn)，參考相關(guān)的支吊架圖集，以壓縮空氣管道系統(tǒng)為例，選取了幾種常用管道支吊架型式進(jìn)行研究，見圖1～6。

根據(jù)前述用到管道支吊架幾種型式，繪制相應(yīng)的管道支吊架族以備在管道三維設(shè)計(jì)中布置使用。下面以支架類型1為例說明支吊架族的繪制過程。

Revit族是某一類別中圖元的類，是根據(jù)參數(shù)(屬性)集的共用、使用上的相同和圖形表示的相似來對(duì)圖元進(jìn)行分組。一個(gè)族中不同圖元的部分或全部屬性可能有不同的值，但屬性的設(shè)置是相同的。

“族”是Revit中使用的一個(gè)功能強(qiáng)大的概念，有助于更輕松地管理數(shù)據(jù)和進(jìn)行修改。每個(gè)族圖元能夠在其內(nèi)定義多種類型，根據(jù)族的創(chuàng)建者的設(shè)計(jì)，每種類型可以具有不同的尺寸、形狀、材質(zhì)設(shè)置或其他參數(shù)變量。AutodeskRevit族類型可分為三種：系統(tǒng)族，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族及內(nèi)建族。

筆者將管道支吊架族定義為“構(gòu)件族”中的管道附件族。創(chuàng)建族時(shí)，選擇的族樣板類型為“公制常規(guī)模型”，打開族樣板后，在軟件左上角設(shè)置“族類別和族參數(shù)”，族的類別和族參數(shù)的設(shè)置內(nèi)容見圖7。

圖7 族類別和族參數(shù)

下一步是繪制支架族外形，并將相關(guān)尺寸外形參數(shù)化處理。

在繪制之前，首先介紹如下用到的幾個(gè)概念。

嵌套族：對(duì)于由多個(gè)零部件組成的構(gòu)件族，可以通過多個(gè)子族嵌套生成新族。按此思路，筆者新建“膨脹螺栓”及“帶螺母的螺栓”兩個(gè)常規(guī)模型族，并將它們嵌套到支吊架族中作為支吊架的部件(通過“插入”菜單中的“載人族”可能做好的族載人)。

拉伸：是Revit族繪制中常用到的命令之一，它是通過拉伸二維形狀(輪廓)來創(chuàng)建三維形狀的。支吊架中用的角鋼、方形鋼板及管箍等部件，在常規(guī)模型族樣板中采用“拉伸”完成；

管道連接件：用于管道、管徑及用來傳輸流體的其他構(gòu)件。支吊架族輪廓外形繪制完畢后，在管箍中心創(chuàng)建管道連接件，并關(guān)聯(lián)族參數(shù)，對(duì)于管道連接件需要關(guān)聯(lián)的主要參數(shù)為管道直徑／半徑，設(shè)置系統(tǒng)分類(需要與設(shè)計(jì)的管道系統(tǒng)一致)，筆者建立的壓縮空氣管道系統(tǒng)屬于Revit自帶系的“其他”分類。

參數(shù)化：在某個(gè)或多個(gè)參數(shù)變化時(shí)，其余全部或部分參數(shù)能夠隨著該參數(shù)的變化而變化，且符合實(shí)際樣本或?qū)嶋H工程的要求；在支吊架族中，要求其參數(shù)必須能夠隨著管道管徑／管道中心距離墻體的距離不同而變化。

共享參數(shù)：在Revit項(xiàng)目設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)模型數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)模型構(gòu)建沒有我們需要統(tǒng)計(jì)的信息，那么我們可以通過在構(gòu)件中添加共享參數(shù)，在項(xiàng)目中添加共享參數(shù)的方式增加構(gòu)件的信息，這樣就可以將我們想要統(tǒng)計(jì)的信息提取出來。

支吊架族繪制的具體步驟如下：

(1)繪制“膨脹螺栓”及“帶螺母的螺栓”常規(guī)模型族；

(2)以“參照平面”交點(diǎn)為管道附件中心繪制管箍，并添加管道連接件；

(3)采用拉伸繪制支吊架中用到的型鋼及方鋼，并將型鋼端部與方鋼面鎖定；

(4)將“膨脹螺栓”及“帶螺母的螺栓”載人該族中，并將其與型鋼和方鋼鎖定；

(5)將支吊架各尺寸參數(shù)化并建立共享參數(shù)。共享參數(shù)設(shè)置的目的是為了將支吊架的信息統(tǒng)計(jì)出來，根據(jù)支吊架的類型建立的主要共享參數(shù)見圖8，繪制好的支吊架族見圖9。

按照上述步驟，筆者根據(jù)需要將其他幾種支吊架型式也繪制了出來，見圖10。

為檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的管道支吊架族的使用效果，將制作好的支吊架族載人到提前建好的壓縮空氣管網(wǎng)項(xiàng)目中，找到菜單“系統(tǒng)”，在“衛(wèi)浴和管道”單擊“管路附件”，在屬性欄中選擇已經(jīng)載人的支吊架族。將支吊架族拖至需要布置支吊架管道位置，根據(jù)管道附件的性質(zhì)，管道支吊架族能自動(dòng)識(shí)別并根據(jù)管徑自適應(yīng)插入到管道，支吊架此時(shí)變?yōu)榕c壓縮空氣管道系統(tǒng)同一個(gè)系統(tǒng)顏色。

管道支吊架的布置方式。對(duì)于管徑無變化的直管段進(jìn)行批量布置，可以借助Revit自帶的陣列命令實(shí)現(xiàn)，其他情況下的管段則需要逐個(gè)進(jìn)行布置。布置好管道支吊架后，針對(duì)支吊架材料量的統(tǒng)計(jì)，筆者通過Revit的明細(xì)表功能實(shí)現(xiàn)。明細(xì)表屬性“字段”見圖12。

根據(jù)需要通過明細(xì)表屬性的“過濾器”功能，可按照需要獲取不同類型的支吊架材料量明細(xì)表，測(cè)試項(xiàng)目中支吊架型式1的材料統(tǒng)計(jì)量見表1。

本文按照實(shí)際工程中用到的管道支吊架，建立了三維支吊架族，并將建立的幾種類型的族應(yīng)用到測(cè)試項(xiàng)目中，繪制的支吊架族能夠滿足三維設(shè)計(jì)的要求，可以統(tǒng)計(jì)出詳細(xì)的材料表。三維支吊架與二維支吊架的相比具有如下優(yōu)勢(shì)：

(1)立體形象。三維支吊架可以在三維模式下查看，能夠更加準(zhǔn)確的表達(dá)支吊架具體位置，相比二維而言要真實(shí)形象。

(2)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)支吊架材料量。三維支吊架在管網(wǎng)系統(tǒng)中布置好后，通過設(shè)置項(xiàng)目樣板的明細(xì)表能夠快速的獲得支吊架材料的明細(xì)表，且該明細(xì)表的統(tǒng)計(jì)內(nèi)容可以根據(jù)管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)支吊架的變化同步更新；而二維支吊架的統(tǒng)計(jì)需要逐個(gè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支吊架個(gè)數(shù)變化，不能實(shí)現(xiàn)同步更新，且材料統(tǒng)計(jì)量相對(duì)于三維來講不夠準(zhǔn)確。

作者：高強(qiáng)權(quán)，王團(tuán)峰，謝煜芳，李兆爽

來源：《中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司(南京)》

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