REVIT REVIT軟件在水泥礦山破碎與輸送設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張俊陽，王光榮，汪瑞敏，梁玉雷

REVIT REVIT軟件在水泥礦山破碎與輸送設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張俊陽，王光榮，汪瑞敏，梁玉雷

利用三維軟件REVIT進(jìn)行水泥礦山的破碎與輸送設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)直觀化，可大大減少設(shè)計(jì)中碰撞等缺陷，同時(shí)可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率，讓整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得真正精準(zhǔn)而高效。本文結(jié)合水泥礦山設(shè)計(jì)實(shí)例，創(chuàng)建破碎與輸送的三維模型，介紹三維軟件REVIT在水泥礦山中的應(yīng)用。

REVIT；水泥礦山；三維模型；破碎與輸送

1　引言

計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的突飛猛進(jìn)及信息化技術(shù)在設(shè)計(jì)行業(yè)的普及和發(fā)展，使得應(yīng)用了十幾年的AutoCAD繪圖軟件開始顯現(xiàn)弊病，二維設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)要求，三維設(shè)計(jì)已經(jīng)成為國內(nèi)外設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。Autodesk REVIT面向建筑信息模型（BIM）而構(gòu)建，支持可持續(xù)設(shè)計(jì)、碰撞檢測(cè)、施工規(guī)劃和建造，同時(shí)幫助工程師、承包商與業(yè)主更好地溝通協(xié)作。設(shè)計(jì)過程中的所有變更都會(huì)在相關(guān)設(shè)計(jì)與文檔中自動(dòng)更新，實(shí)現(xiàn)更加協(xié)調(diào)一致的流程，在三維設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛。

2　 REVIT軟件

2.1 REVIT簡介

REVIT是Autodesk公司一套系列軟件的名稱，REVIT系列軟件是專為建筑信息模型（BIM）構(gòu)建的，可幫助建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)質(zhì)量更好、能效更高的建筑。BIM能夠幫助建筑師減少錯(cuò)誤和浪費(fèi)，以此提高利潤和客戶滿意度，進(jìn)而創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設(shè)計(jì)。BIM能夠優(yōu)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作，其支持建筑師與工程師、承包商、建造人員與業(yè)主更加清晰、可靠地溝通設(shè)計(jì)意圖。

目前水泥礦山工程設(shè)計(jì)涉及多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，而且以前二維設(shè)計(jì)采用AutoCAD，REVIT是Autodesk公司的產(chǎn)品，與AutoCAD具有很好的兼容性，所以REVIT是一款比較適合的軟件。

2.2 REVIT的優(yōu)勢(shì)

（1）使用REVIT可以導(dǎo)出族部件的三維尺寸和體積數(shù)據(jù)，為概預(yù)算提供資料，資料的準(zhǔn)確程度同建模的精確成正比。

（2）在精確建模的基礎(chǔ)上，用REVIT建模生成的平立圖完全對(duì)得起來，圖面質(zhì)量受人為的因素影響很小。

（3）其他軟件解決一個(gè)專業(yè)的問題，而REVIT能解決多專業(yè)的問題。REVIT不僅有建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備，還有協(xié)同、遠(yuǎn)程協(xié)同，云渲染，碰撞分析，綠色建筑分析等功能。

（4）強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)功能，平、立、剖面、明細(xì)表雙向關(guān)聯(lián)，一處修改，處處更新，自動(dòng)避免低級(jí)錯(cuò)誤。

3　 REVIT三維建模

3.1建模流程

在使用REVIT進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)，先確定項(xiàng)目施工工藝，根據(jù)工藝制作各種參數(shù)化工藝設(shè)備，然后再搭建建筑和結(jié)構(gòu)框架，制作各種所需非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備，等所有設(shè)備制作完成后，在建筑和結(jié)構(gòu)的框架基礎(chǔ)上進(jìn)行組裝整個(gè)項(xiàng)目模型，進(jìn)行成果輸出，完成施工圖設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1　 REVIT建模流程圖

3.2參數(shù)化設(shè)備族文件

在REVIT中族是組成項(xiàng)目的構(gòu)件，同時(shí)也是參數(shù)信息的載體，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)過程中用于組成項(xiàng)目模型的構(gòu)建。三維設(shè)計(jì)是以其強(qiáng)大的族庫作為基礎(chǔ)的，沒有庫，就建不成模型，做不了設(shè)計(jì)。REVIT系列軟件作模型設(shè)計(jì)就是一個(gè)搭積木的過程，通過前期把相關(guān)的設(shè)備制作成相應(yīng)的族文件，然后進(jìn)行組裝，所以設(shè)備族的制作成為建模的工作重點(diǎn)。

礦山破碎系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備、非標(biāo)、管材等種類繁多，數(shù)量較大，建立相應(yīng)的族就顯得較為重要。對(duì)于參數(shù)化的設(shè)備族可以重復(fù)利用，這樣可以大大減少以后創(chuàng)建相類似項(xiàng)目的模型，但是并非所有族都需要是參數(shù)化族，例如破碎機(jī)、收塵器等構(gòu)造比較復(fù)雜的設(shè)備，就不適合參數(shù)化，但是可以對(duì)這些設(shè)備的零部件進(jìn)行參數(shù)化。風(fēng)管和溜子等非標(biāo)件就可以建立標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)化的基本模型庫，在基本模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行多層次的嵌套和驅(qū)動(dòng)，最終達(dá)到空間多樣化布置的要求；同時(shí)運(yùn)用模型參數(shù)，進(jìn)行各種規(guī)格材料的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，減少了很多繁瑣的計(jì)算過程，大大提高了設(shè)計(jì)效率。

3.3建筑和結(jié)構(gòu)框架

在REVIT中包含有豐富的常規(guī)構(gòu)件族庫，它對(duì)建筑結(jié)構(gòu)研究得非常細(xì)致，建立了完整的梁、板、柱、門、窗、樓梯等族系統(tǒng)，可供選擇的模型很多，大大縮短了建模時(shí)間。對(duì)于墻體、結(jié)構(gòu)柱、梁、樓板等構(gòu)件來說，構(gòu)件的高度、厚度可以通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修改，并具有延伸、倒角功能；樓梯的參數(shù)設(shè)置很細(xì)，踏步、欄桿、扶手等都能方便快速地建起來，可以通過參數(shù)的設(shè)置達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)于建立設(shè)備基礎(chǔ)、房屋等建筑物都非常簡捷方便。

在礦山破碎車間中，支撐電動(dòng)雙梁起重機(jī)的牛腿柱、支撐重型板式給料機(jī)的基礎(chǔ)、破碎機(jī)的下料口等構(gòu)件，都可以利用軟件中強(qiáng)大的模塊化設(shè)計(jì)功能將其納入標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)構(gòu)族庫中，利用豐富的參數(shù)來控制族的變化，更改相應(yīng)的參數(shù)就可以改變實(shí)體的大小，可以減少以后項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重復(fù)工作。

3.4完成建模

當(dāng)建模過程完成后，可以得到一系列的成果：任意的剖面設(shè)計(jì)圖、任意角度的三維視圖、相關(guān)材料的明細(xì)表、渲染圖紙等，在三維設(shè)計(jì)中可以任意地截取剖面，最后再進(jìn)行標(biāo)注即可，滿足設(shè)計(jì)出圖的各種要求。

4　某水泥礦山BIM模型案例分析

4.1設(shè)計(jì)背景

某水泥礦山年產(chǎn)量320萬噸，破碎機(jī)選用LPC型單段錘式破碎機(jī)，平均生產(chǎn)能力1 250t/h，給料粒度：1 200mm×1 000mm×1 500mm，出料粒度≤75mm。喂料選用重型板喂機(jī)2 300mm×10 000mm，給料粒度＜1 500mm，安裝角度20°，生產(chǎn)能力1 500t/h。另外，在本車間還配備有氣箱式脈沖袋收塵器，處理風(fēng)量42 000m3/h，出口氣體含塵濃度＜30mg/m3，還有組合式空氣壓縮機(jī)、離心式通風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氣罐等設(shè)備。

4.2礦山破碎與輸送工藝

本礦山的破碎與輸送工藝：在卸料平臺(tái)卸料口下設(shè)受料倉，倉下設(shè)重型板式給料機(jī)，板喂機(jī)喂料到破碎機(jī)進(jìn)行石灰石破碎，破碎機(jī)下設(shè)一條出料膠帶機(jī)，將碎石轉(zhuǎn)運(yùn)到進(jìn)廠皮帶機(jī)，然后運(yùn)送到廠區(qū)。另外考慮到環(huán)保要求及工人操作條件，破碎車間內(nèi)設(shè)有氣箱脈沖袋收塵器進(jìn)行除塵。破碎與輸送工藝如圖2所示。

4.3破碎與輸送三維建模

4.3.1確定標(biāo)高與軸線

首先要建立統(tǒng)一的軸網(wǎng)，它的作用主要是控制平面位置，保證各設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性。根據(jù)破碎車間的特點(diǎn)，軸網(wǎng)多采用板喂機(jī)、破碎機(jī)及收塵器等中心線。然后建立統(tǒng)一的標(biāo)高，控制高程位置，標(biāo)高平面多采用卸料平臺(tái)平面、破碎平面、地溝平面和輸送皮帶平面等，搭好骨架后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建模。

圖2　水泥礦山破碎與輸送工藝圖

4.3.2制作設(shè)備族

礦山破碎系統(tǒng)的工藝設(shè)備主要是重型板式給料機(jī)、破碎機(jī)、收塵器、電動(dòng)雙梁起重機(jī)和膠帶機(jī)等機(jī)電設(shè)備，這些設(shè)備在三維設(shè)計(jì)中都不適合制成參數(shù)化族，否則就會(huì)造成嵌套雜亂導(dǎo)致錯(cuò)誤，可以建立形狀最簡單、最基本的參數(shù)化族模型單元。復(fù)雜形狀的族由基本族嵌套組合而成，這樣可大幅度節(jié)省創(chuàng)建復(fù)雜族所需的時(shí)間。如圖3膠帶機(jī)就是由很多基本族組成的，例如輸送膠帶、機(jī)架、頭部漏斗承載托輥等零部件組成，而這些零部件都是可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)控制尺寸和大小。圖4所示為膠帶機(jī)支腿的三維模型及參數(shù)設(shè)計(jì)，膠帶機(jī)族就是由許多這樣基本的零部件族拼裝而成，這樣可以使得族的形變非常靈活，作為嵌套族可以減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

圖3　膠帶機(jī)三維展示

圖4　膠帶機(jī)支腿三維展示及參數(shù)設(shè)計(jì)

礦山的非標(biāo)件都是為了環(huán)保收塵所做的，包含設(shè)備頭罩、下料溜子和風(fēng)管等幾種類別，也可以參照設(shè)備族的制作方法，將復(fù)雜族拆分成許多基本的單元族，通過控制單元族的參數(shù)來控制復(fù)雜族的參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)十分靈活，進(jìn)而也提高設(shè)計(jì)效率。

4.3.3創(chuàng)建建筑與結(jié)構(gòu)框架

完成了破碎車間包含的設(shè)備族文件后，創(chuàng)建建筑與結(jié)構(gòu)框架。建筑結(jié)構(gòu)主要包含卸料平臺(tái)、卸料倉、板喂機(jī)與破碎機(jī)基礎(chǔ)和樓梯等構(gòu)件，可以利用軟件豐富而強(qiáng)大的系統(tǒng)族庫完成建筑建模。牛腿柱、T型梁及主廠房機(jī)組段下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，族的建立，可以通過控制結(jié)構(gòu)尺寸，達(dá)到參數(shù)化的效果。進(jìn)一步建模過程中，卸料倉是不規(guī)則體構(gòu)件，通過常規(guī)的建族方法（拉伸、放樣、旋轉(zhuǎn)和融合等）都不能很好完成，所以我們通過體量的建模方法完成，其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。礦山破碎與輸送工藝三維建模如圖5所示。

圖5　破碎建筑三維展示

4.3.4建立三維模型

在完成族文件后，進(jìn)行整個(gè)項(xiàng)目的搭建工作，主要根據(jù)設(shè)計(jì)要求放置板喂機(jī)、破碎機(jī)、收塵器、膠帶機(jī)等設(shè)備。不同的構(gòu)件因?yàn)樽灞旧淼脑O(shè)置以及安裝位置的不同，需要同時(shí)進(jìn)行二維、三維操作，這樣可不斷地切換二維和三維視圖，既能加快繪圖進(jìn)度，還能對(duì)布置的實(shí)際情況進(jìn)行確認(rèn)，構(gòu)件布置后的三維建筑模型見圖6。

圖6　破碎與輸送系統(tǒng)三維展示

此外，REVIT軟件提供碰撞檢驗(yàn)功能，在構(gòu)件布置完成后進(jìn)行檢驗(yàn)可以規(guī)避設(shè)計(jì)中的不合理布置，如各種設(shè)備以及與結(jié)構(gòu)梁柱之間的交叉碰撞。這樣不僅可以減少施工過程中返工造成的人力和資源的浪費(fèi)，還可以有效縮短工期，提高工程質(zhì)量。

4.4成果輸出

采用REVIT軟件來進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，最終目標(biāo)是制成規(guī)范的二維施工圖紙。圖7為水泥礦山的破碎設(shè)計(jì)施工圖紙，包含平面布置圖和剖面布置圖，可以從圖中看出無論是平面布置圖還是剖面圖都可以清晰地將設(shè)計(jì)意圖表達(dá)得十分清楚。在REVIT中標(biāo)注是一件較為輕松的事，且在各圖紙上對(duì)應(yīng)的剖面或平面里修改任意元素的尺寸，REVIT都會(huì)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的自動(dòng)更新。為設(shè)計(jì)者提供更多方便，避免出現(xiàn)平面剖面尺寸或結(jié)構(gòu)不對(duì)應(yīng)的情況。

圖7　破碎車間平面和剖面布置圖

5　總結(jié)

從以上REVIT軟件在水泥礦山破碎與輸送上的應(yīng)用實(shí)例，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）REVIT軟件可以很好地運(yùn)用于水泥礦山破碎與輸送系統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)，與AutoCAD也能較好地兼容，能滿足施工圖設(shè)計(jì)出圖要求。另外，在REVIT中最大的使用便利是能夠生成各個(gè)位置的剖面圖，而且這個(gè)剖切生成的圖紙絕對(duì)是所剖位置的實(shí)景，非常有用。

（2）直觀、方便、快捷、自動(dòng)更新的修改方式更加優(yōu)于普通的CAD設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中不會(huì)出現(xiàn)二維圖紙中結(jié)構(gòu)尺寸相互不對(duì)應(yīng)的情況，給施工圖設(shè)計(jì)提供了許多方便。

（3）族的應(yīng)用也是REVIT中的一項(xiàng)核心技術(shù)，可以將許多經(jīng)常使用的單元構(gòu)件做成參數(shù)化族，不斷積累擴(kuò)充自己的標(biāo)準(zhǔn)化族庫，這將提高以后的同類型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率。

（4）REVIT處理地形的能力非常有限，與常用礦山三維軟件SURPAC也不能兼容，對(duì)于含復(fù)雜地形的項(xiàng)目的實(shí)用性就受到很大制約，需要借助其他軟件才能滿足要求。

［1］AUTODESK.INC Autodesk REVIT官方標(biāo)準(zhǔn)教程［M］.

［2］王君峰，廖小烽.REVIT 2010建筑設(shè)計(jì)火星課堂［M］.北京：人民郵電出版社，2010.

［3］劉濤，楊玉華，郭天代.水泥工廠三維設(shè)計(jì)中創(chuàng)建參數(shù)化族的方法［J］.水泥工程，2009，（5）：8-12.

［4］補(bǔ)舒棋.關(guān)于REVITArchitecture軟件在電站廠房設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索［J］.陜西水利，2013，（5）.

［5］龍輝元.BIM技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討與案例［J］.土木建筑工程信息技術(shù)，2010，（2）：4.

App lication of REVIT Software in CementQuarry Crushing and Conveying System Designing

ZHANG Junyang，WANG Guangrong，WANG Ruimin，LIANG Yulei
（Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300400，China）

Three-dimensional software REVIT can be used to visualize the cementquarry crushing and conveying system designing.Using REVIT can greatly reduce collision defects in design and make the whole design process truly accurate and efficient.By combiningwith designing instancesand building three-dimensionalmodel，application of REVIT software in cementquarry crushing and conveying system designingwas introduced in thisarticle.

REVIT；cementquarry；three-dimensionalmodel；crushingand conveying system

TQ172.611.9

A

1001-6171（2015）05-0093-04

通訊地址：天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300400；2015-02-26；編輯：呂光