基于Dynamo for Revit的边坡开挖支护三维参数化设计
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作者:赵寅 于洪鑫 蒋绍松
摘 要：BIM技术在工程设计中已经得到了广泛的应用，但对于高边坡开挖支护大部分仍然采用二维设计手段，本文创新采用Dynamo for Revit实现了复杂高边坡三维参数化设计，通过可视化程序自动生成多级马道边坡开挖支护参数化模型，通过手动输入各级边坡坡比、马道宽度等参数即可轻松实现复杂高边坡快速开挖支护，并应用在实际项目中，极大提高了设计效率。
关键词：BIM技术 Dynamo for Revit 三维参数化 边坡开挖支护
中图分类号：TV5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0050-02
随着社会经济持续高速发展以及科技的不断进步，对工程设计的质量、效率、水平等提出了更高的要求，传统的设计手段已经越来越不能适应市场的要求，BIM技术由于其先进快捷的技术手段和理念，已经得到了广泛的应用，成为行业未来发展的方向[1]。在地形条件复杂的工程设计中经常涉及复杂高边坡开挖支护，本文以某工程泵站场地开挖为背景，基于Dynamo for Revit开展三维参数化设计。
1 概述
Revit是BIM体系中使用最广泛的软件之一，对于常规筑物及设备，可在Revit中通过族等功能轻松实现三维参数化设计，但对于复杂异型结构，常需要其它软件配合才能实现。Dynamo是一种可视化的编程插件，通过 Dynamo节点程序，可以创建复杂的三维建模，通过参数的调整即可驱动三维模型修改。目前，BIM技术已经大量应用在工程设计中，但对于复杂的场地开挖支护设计，基本还在采用传统的二维CAD设计。本文创新采用Dynamo for Revit在实际工程设计中实现了高边坡开挖支护的三维参数化设计。
工程位于云南省昭通市牛栏江边，地形条件复杂，自然地形坡度达45°，根据水工构筑物布置，场地开挖边坡高达40m，根据地质条件，采用分台开挖，开挖坡比1：0.75每隔10m高差设置一条2m宽马道，采用喷锚支护。传统二维设计手段设计时，当坡比及场地范围调整时需要重复上述过程，修改工作量大。而采用Dynamo for Revit进行三维参数化设计，只需要修改坡比或其它参数即可自动实现开挖调整，结果形象直观。
2 三维参数化设计
2.1 设计流程
（1）数据准备。在Revit中生成自然地形三维模型;场地开挖范围线坐标点EXCEL表;两点控制的锚杆自适应模型。
（2）在Dynamo中通过File Path、Select Model Element、Family Types等节点与Revit模型、Revit族文件、EXCEL文件进行数据交互，通过这些节点将需要的模型、数据等读入Dynamo程序，进行下一步的处理。
（3）首先要将从Revit中读取的三维地形生成一个实体文件，然后将EXCEL表中的开挖范围点坐标生成一条封闭线，根据每级边坡高度、坡比、马道宽度偏移开挖范围线，通过这些线生成一个开挖实体，最后将地形实体与开挖实体进行布尔运算，生成开挖地形实体。如图2所示。
（4）Dynamo读取开挖地形实体边坡面域及锚杆族文件，生成喷锚实体。本项目采用喷锚支护，喷混凝土层通过读取開挖边坡面域，然后根据喷混厚度通过Thicken节点使面域变成喷混层。Dynamo读取锚杆自适应族文件以后，通过两个点即可生成一根锚杆，将需要喷锚的边坡面提取出来以后，根据锚杆间距从边坡面上提取相应的点，该点与边坡面平行距离为锚杆长度的面上对应的点，即可确定一根锚杆，通过以上思路即可生成所有锚杆。如图3所示。
（5）将以上几步生成的开挖地形实体、喷混层、锚杆组合起来即为最终的地形实体模型。
2.2 结果对比
传统二维CAD开挖结果与本文采用的Dynamo for Revit三维参数化开挖结果对比如图4所示。
3 结语
本文创新采用Dynamo for Revit实现了高边坡三维参数化开挖，通过调整坡比、高度、马道宽度等参数即可快速实现模型修改，可快速精确计算锚杆数量等工程量，较传统二维CAD设计方法具有效率及精度更高、可视化效果更强的优点。可应用于同类型的场地开挖支护设计，下一步将对其他类型的场地开挖支护三维参数化设计开展研究，进一步发挥三维参数化设计的优势。
参考文献
[1] 车冠宇，毛伟栋.Revit+Dynamo参数化隧道模型构建体系探析[J].公路交通科技：应用技术版，2018，14（4）：246-248.
[2] 胡金鹏.Dynamo for Revit在中小型水利项目中的应用[J].水利规划与设计，2018（2）：182-186.
[3] 范群杰.水利工程设计施工运维中的BIM技术应用研究[J].城市道桥与防洪，2018（12）：191-193，207，24-25.
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