Revit二次開發在鋼管混凝土拱橋建模中的應用

江神文

摘 要： 針對大跨度鋼管混凝土拱橋變高度空間桁架主拱，利用Revit平臺提出基于上下弦桿節點坐標的建模方法，以族為基礎，闡述了模型建立的關鍵技術，并基于.NET平臺，結合Revit API提出了主拱圈建模的二次開發技術，解決了Revit本身無法通過輸入三維坐標點方式生成鋼管構件的難點，大大提高了主拱圈的建模效率，保證了模型的準確性。

關鍵詞： 鋼管拱； Revit； 二次開發； 快速建模

1 引言

從傳統二維CAD設計向三維參數化設計轉型中，結構專業遇到了較大的阻礙，效率問題是其中重要問題之一。Revit平臺提供的結構模型是非常有效的參數化信息載體，其三維設計方法與傳統二維繪圖方式從根本上發生了轉變，結構設計效率問題嚴重降低了結構設計人員的熱情[1]。基于BIM技術的結構設計只需要建立一個模型，不同的階段無需重復建模，而是將各自的設計信息通過工作集的方法高度集成在同一個模型中，開展協同設計[2]。大跨度鋼管混凝土拱橋目前在西南地區跨越峽谷建設越來越多，其拱肋通常采用空間桁架形式，桿件復雜且多，采用以往的二維平面制圖，只需要將各個節點坐標導入到CAD中進行點到線。但在Revit平臺建模中，確定一個點坐標需要三個互相垂直的平面，主桁架的節點如果都通過這種方式來確定，不但嚴重影響了建模的效率，而且平面之間的相對位置錯誤不易檢查。為了解決上述問題，借助Revit API（Application Programming Interface）二次開發技術，針對鋼管主拱桁架的特點，開發通用插件，具有重要意義。

2 主拱圈參數化建模

在Revit軟件中，搭建模型的步驟為：選擇族樣板—>創建族—>添加族參數—>項目文件中載入族。主拱作為鋼管拱的最基本受力結構，建模的目標不僅是能生成可視化的三維信息模型，還要方便生成分析模型，以供分析軟件進行調用。采用“公制結構框架—梁和支撐”生成基于兩點的鋼管族，在項目文檔中通過API定制插件生成主拱圈模型

2.1 鋼管構件生成

主拱圈拱肋主要構件承重構件均采用鋼管，鋼管的型號包括φ1360×35、φ900×24、φ600×20等等。直徑和壁厚作為鋼管構件的共同屬性，可以采用“公制結構框架—梁和支撐”樣板文件定義鋼管族，添加直徑d（mm）和壁厚t（mm）兩個參數值。為了方便快捷添加眾多鋼管型號，可以編制和鋼管族同名的TXT文件放在同一文件目錄下，TXT格式如圖 2所示，在項目文件中可以完成一次性載入所有型號的鋼管構件。

選取某計算跨徑450m鋼管混凝土拱橋主拱圈采用等寬變高度空間桁架結構，斷面高度從拱頂8m變化到拱腳14m，單片拱肋寬度4m。針對桁架式主拱圈的特殊性，利用Revit API二次開發技術定制插件，一鍵搭建拱圈模型。

2.2 快速建模

鋼管族在項目生成桿件實例，需要給出起終點位置坐標，首先我們通過主拱圈設計圖先獲取主拱圈上下弦桿的節點坐標，保存成.xls格式文件，一般以拱腳中心作為主拱圈的原點，縱橋向為x軸，橫橋向為y軸，豎向為z軸。類Command從IExternalCommand派生，在該類中定義兩個動態數組m_beamMaps和m_level分別用來存儲當前活動文檔中的族類型（SymbolMap類） 和標高（LevelMap類）。

交互窗體CreateBeaml類基于System.Windows.Forms.Form實例化，在窗體除添加Label控件外，需添加4個ComboBox組合框控件和兩個dataGridView控件。其中ComboBox組合框用來確認所使用的桿件類型，dataGridView用來導入.xls格式的上下弦桿坐標。Execute（）函數運行的主體代碼為：

m_revit = commandData.Application；

Transaction tran = new Transaction（m_revit.ActiveUIDocument.Document， “CurvedBeam”）；

tran.Start（）；

bool initializeOK = Initialize（）；if （！initializeOK）{return Autodesk.Revit.UI.Result.Failed；}

CreateBeam displayForm = new CreateBeam（this）；displayForm.ShowDialog（）；

tran.Commit（）；

因為插件執行需要對文檔進行更改，所以創建事務“CurvedBeam”，第一步執行初始化函數Initialize（），為窗體ComboBox組合框插件準備數據。初始化函數需要用到元素邏輯過濾器（LogicalOrFilter）篩選出當前文檔中的框架族和標高，其核心代碼如下：

ElementClassFilter levelFilter =new ElementClassFilter（typeof（Level））； //過濾標高

ElementClassFilter famFilter =new ElementClassFilter（typeof（Family））； //過濾族

LogicalOrFilter orFilter = new LogicalOrFilter（levelFilter， famFilter）； //邏輯或集合

FilteredElementCollector collector = new FilteredElementCollector（doc）； //元素收集器

FilteredElementIterator i = collector.WherePasses（orFilter）.GetElementIterator（）； //過濾出元素