三維建模技術(shù)在復雜形體建筑施工圖中的應用

摘 要：自2002年來，國際建筑行業(yè)興起了圍繞BIM為核心的建筑信息化應用，其中在建筑設計行業(yè)中，歐特克（Autodesk）推出的Revit在一定程度上實現(xiàn)了BIM，通過應用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來創(chuàng)建的三維建筑模型，可以生成大量相關(guān)的二維圖形和非圖形的工程項目數(shù)據(jù)，讓建筑師天馬行空的創(chuàng)意作品得以快速轉(zhuǎn)化為可用于施工的圖紙。但是國內(nèi)目前中小型項目Revit的使用并不普及，而且較多的Revit的使用還僅僅局限于建筑師，施工圖階段Revit圖紙與其他專業(yè)配合將變得極不方便，這在目前緊張的施工圖繪制階段中是致命的。當遇到復雜的不規(guī)則形體項目施工圖繪制時，怎么樣更快，更好的配合各相關(guān)專業(yè)繪制施工圖，就成為值得研究的問題。

關(guān)鍵詞：Revit，SketchUp，AutoCAD，復雜形體建筑，施工圖

隨著我國整體國力和科學技術(shù)水平大幅提高，人們思想觀念不斷更新，建筑方案不斷推陳出新，一大批新穎別致，標新立異，彰顯個性的建筑物大量涌現(xiàn)，如何繪制準確表達方案的施工圖成為必須解決的重要問題。建筑物按不規(guī)則程度可以分為：不規(guī)則無規(guī)律的結(jié)構(gòu)，不規(guī)則有規(guī)律的結(jié)構(gòu)。

以下筆者通過實際工程繪制經(jīng)歷，對不規(guī)則無規(guī)律的結(jié)構(gòu)的繪制過程作簡單的介紹。該項目為高層綜合樓，是由規(guī)則高層主樓和不規(guī)則無規(guī)律造型復雜的裙房組成，本文重點介紹不規(guī)則無規(guī)律裙房的繪制流程。

1 方案SketchUp模型預處理

SketchUp是一套直接面向設計方案創(chuàng)作過程的設計工具，能夠充分表達設計師的思想，使得設計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構(gòu)思。目前在項目的方案階段，應用SketchUp進行初期模型的構(gòu)思推敲逐漸取代了手工模型的制作，方案定稿后可直接繪制建筑的立面及透視圖，繁重的繪制工作得以簡化，為方案構(gòu)思爭取了更多的寶貴時間。

該項目方案就是用SketchUp為主要工具創(chuàng)作的，裙房部分由不規(guī)則的平面板塊隨意拼接而成，部分面由4～5個點構(gòu)成。獲取方案的SketchUp模型后預處理時應遵循的一個原則是：“用最少面反應復雜的模型”。所以應盡量將模型刪減至最純粹的形體模型。對于造型簡單的主樓部分全部刪除，復雜形體上的門窗也一并刪除。

1.1 預處理。在SketchUp打開模型，首先設定模型顯示方式，選擇視圖菜單：正面樣式-單色，邊線模式-邊線。然后在復雜模型與簡單模型交界處，建立輔助體塊，用于獲得完整的交界切面，完成后做塊隱藏。

1.2 后處理?？蜻x需刪除的高層主樓模型，刪除。裙房不規(guī)則的平面上的門窗，逐一進行點選刪除。開啟輔助體塊，對裙房模型進行進一步的修剪，形成完整的剖切交接面。

1.3 輸出。模型預處理完成后另存一個SKP文件，并選擇文件菜單：導出-三維模型，同步導出DWG文件。

2 Revit導入設計階段

Revit具有的三維創(chuàng)作模式，可自動生成建筑的平立剖面圖。多年來，許多建筑師都是使用AutoCAD+天正這類繪圖軟件在計算機上進行建筑設計。雖然該軟件在平面表現(xiàn)方面功能非常強大，但其三維施工圖表達能力欠佳，因此在遇到復雜工程精確繪制時，很多建筑師嘗試使用其他軟件，Revit就是其中之一，受到越來越多建筑師的青睞。

2.1 模型導入。運行Revit2012，選擇插入菜單，導入CAD-選擇格式為文件類型SKP，導入處理過的裙房部分SketchUp模型，此時可以看到裙房的三維模型，但是模型為一個整體，并不帶有Revit支持的三維信息，如果選擇分解，將失去三維特征，我們僅僅把它作為建立Revit體量模型的參照物。

2.2 體量模型概念介紹。在介紹流程之前，對Revit的兩個概念先做下簡單介紹，一個叫體量，另外一個叫形狀。在Revit里面，體量是指模型的三維形狀，形狀是指一個個單獨的幾何體，體量是由一個或多個形狀拼接和連接組成的。

2.3 體量模型建立。制作體量模型，需要根據(jù)我們導入的裙房參照模型進行三維捕獲描點，選擇體量和場地菜單，點擊內(nèi)建體量按鈕，命名后點擊確定進入體量的設計環(huán)境當中。選擇直線工具，勾選根據(jù)閉合的環(huán)生成表面和三維捕捉選項，逐點描繪其中一塊三維板塊的交點使其閉合，形成體量面，重復這一步驟完成其它板塊的繪制，形成完整的三維體量模型。完成后點擊完成體量按鈕。此時再次檢查體量的完整性和準確性后，刪除參考模型。

2.4 進行體量布墻板。選擇體量和場地菜單，點擊墻按鈕，選擇合適的墻族（可新建自定義的墻族），點擊裙房體量中的每個板塊，進行布板操作。創(chuàng)建形狀和設計近似的不規(guī)則窗族，在板上進行布窗。

3 Revit導出初步成果階段

在視圖中建立平面圖以及立面剖面的剖切符號，根據(jù)施工圖深度要求生成需要的平立剖面圖，沒有數(shù)量限制。并逐一導出為CAD格式。由于篇幅有限，筆者不能一一列舉Revit所有功能的詳細操作步驟，更多功能需要讀者在實際的設計過程中去學習應用和體會。

4 AutoCAD+天正整合Revit、SketchUp成果繪制施工圖的平立剖

至此，裙房繪制施工圖需要的基本素材均已準備充分，進入最后整合和完善優(yōu)化工作。

4.1 平立剖優(yōu)化整合。首先在主樓CAD施工圖中插入Revit生成的裙房平立剖面圖，由于Revit的制圖方式與國內(nèi)的制圖規(guī)范存在差異，需要進行修正整理，必要的地方進行重新描撰，根據(jù)定位基點，與主樓施工進行拼接，確保定位準確。

4.2 裙房板塊的定位。由于生成的平立剖面圖數(shù)量有限，無法進行具體的結(jié)構(gòu)計算和施工定位，所以還需要進一步利用三維模型進行輔助定位，CAD插入SketchUp輸出的三維模型DWG文件，設定插入點為絕對坐標0，0，0，作為其它點相對坐標的標注依據(jù)。應用CAD的捕捉功能逐個定位三維模型板塊交點記錄顯示的坐標值，作為施工定位放樣的重要依據(jù)。

4.3 三維模型展開平面板塊詳圖及定位放樣軸測圖的繪制。模型精確定位后，需要對板塊上的不規(guī)則門窗、檐溝等進行詳細的大樣繪制。首先根據(jù)CAD的軸側(cè)視角通過捕捉描繪軸測圖，并歸零Z坐標產(chǎn)生平面體系的軸測圖，一般兩個軸測圖即可看到所有版塊，并對版塊進行編號，并標注每個交點的坐標。

使用三點UCS命令把坐標系調(diào)整到與裙房三維模型某個版塊對齊，使用多義線Pline進行捕捉描邊，封閉后，回復UCS為世界坐標，使用對齊命令Alingn，選擇封閉板塊多義線，通過三點對齊至二維平面系統(tǒng)中，這樣就得到了這個版塊的展開平面圖，在這個基礎上，準確繪制門窗等構(gòu)件，并詳細標注尺寸角度。同樣的方法完成所有板塊的展開圖。

5 輸出供結(jié)構(gòu)專業(yè)使用的模型

至此，整套可供其他專業(yè)深化設計和施工的定位的建筑施工圖的繪制流程已經(jīng)非常明朗了。同時向結(jié)構(gòu)專業(yè)提供所有圖紙，裙房CAD三維模型導出保存為DXF文件，供結(jié)構(gòu)導入復雜結(jié)構(gòu)分析與設計軟件PMSAP進行進一步的分析與計算。

6 結(jié)語

通過工程實踐證明，中小型復雜形體建筑施工圖的繪制工作，在特定受局限的環(huán)境下，應用Revit，SketchUp輔助AutoCAD+天正平臺繪制是切實可行的，操作簡便快速，并且很好的實現(xiàn)了與結(jié)構(gòu)專業(yè)的對接，為工程進度爭取了寶貴的時間。

參考文獻

[1] 靳銘宇.淺析Autodesk Revit在中國的發(fā)展及局限性[J].華中建筑，2008（01）.

[2] 王修貴.SketchUp在建筑設計中的應用[J].山西建筑，2008（06）.

作者簡介：費曉軍（1974- ），男，上海人，中級工程師，建筑設計專業(yè)。