基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统及方法

摘要

本发明提出了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统及方法，方法包括：利用BIM建立结构梁板的组合结构和现浇结构的构件族；对组合结构的构件族赋予第一可见参数，对现浇结构的构件族赋予第二可见参数；利用建立的构件族构建包含组合结构和现浇结构的整体结构模型；于整体结构模型中输入第一可见参数，获取仅显示组合结构的第一分离模型；提取第一分离模型中的组合结构的几何数据，制作组合结构的工程量报告；于整体结构模型中输入第二可见参数，获取仅显示现浇结构的第二分离模型；提取第二分离模型中的现浇结构的几何数据，制作现浇结构的工程量报告。本发明能够快速提取计算结构梁板的预制与现浇部分的工程量。

说明书

技术领域

本发明涉及大型装配式框架结构建筑信息化施工技术，尤其涉及一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统及方法。

背景技术

大型装配式框架结构中包含预制叠合梁、预制叠合板、预制双T板，涉及建筑规模大、投资高、预制构件数量庞大、数据和信息量大等特点、在大型装配式框架结构施工过程中，工程量计算是控制项目成本的关键环节，同时预制、现浇组合结构叠合面形状不规则，造成工程量计算繁琐、耗时、误差大。

目前，常规性模型工程量统计方法只能一次整体提取构件混凝土量，若想分离提取预制层与现浇层混凝土工程量，则要单独分别建立预制层与现浇层模型，这种方法不仅造成建模重复劳动量，且因每根构件尺寸不一样，用户在单独建模时容易出错，用户必须一边翻阅图纸一边往计算机中输入数据同时考虑扣减关系，并仍必须把每个构件的工程量计算表达式都罗列出来，计算非常烦琐，此方法出现错误后会造成较大的修改代价。因此，急需一种能够快速提取计算结构梁板预制层与现浇层工程量的系统及方法。

发明内容

为解决上述背景出现的不足之处，本发明提出了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统及方法，能够快速提取计算结构梁板的预制与现浇部分的工程量。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取方法，其包括步骤：

利用BIM建立结构梁板的组合结构和现浇结构的构件族；

对所述组合结构的构件族赋予第一可见参数，对所述现浇结构的构件族赋予第二可见参数；

利用建立的所述构件族构建包含组合结构和现浇结构的整体结构模型；

于所述整体结构模型中输入所述第一可见参数，获取仅显示所述组合结构的第一分离模型；

提取所述第一分离模型中的组合结构的几何数据，制作所述组合结构的工程量报告；

于所述整体结构模型中输入所述第二可见参数，获取仅显示所述现浇结构的第二分离模型；

提取所述第二分离模型中的所述现浇结构的几何数据，制作所述现浇结构的工程量报告。

在一些实施例中，所述组合结构包括预制部分和现浇部分；

并且，所述提取所述第一分离模型中的组合结构的几何数据的步骤包括：

利用Revit软件的共享参数功能分别提取所述第一分离模型中的组合结构的预制部分和现浇部分的几何数据。

在一些实施例中，在建立所述结构梁板的构件族时，还包括步骤：

利用Revit软件的共享参数功能对不同截面形状的构件族赋予不同的类型参数，建立以截面形状为分类标准的单元块划分原则；

并且，所述分别提取所述预制部分和现浇部分的几何数据的步骤包括：

提取所述预制部分和所述现浇部分的截面形状，并参照所述单元块划分原则对所述预制部分和所述现浇部分进行单元块的划分。

在一些实施例中，所述制作所述组合结构的工程量报告的步骤包括：

根据划分的所述单元块，输出对应的工程量报告。

在一些实施例中，还包括步骤：根据获取的所述第一分离模型，生成所述组合结构的预制部分的构件明细表，并通过导入构件加工厂数据来校核所述构件明细表；

并且，将经校核的所述构建明细表制作于所述组合结构的工程量报告中。

本发明的第二方面提供了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统，其包括：

BIM建模模块，用于建立结构梁板的组合结构和现浇结构的构件族，以及利用建立的所述构件族构建包含组合结构和现浇结构的整体结构模型；

参数设定模块，用于对所述组合结构的构件族赋予第一可见参数，对所述现浇结构的构件族赋予第二可见参数；

模型过滤模块，用于根据输入的所述第一可见参数，分离出仅显示所述组合结构的第一分离模型，以及根据输入的所述第二可见参数，分离出仅显示所述现浇结构的第二分离模型；

数据获取模块，用于提取所述组合结构和所述现浇结构的几何数据；以及

文本显示模块，用于根据所述几何数据制作所述组合结构和所述现浇结构的工程量报告。

在一些实施例中，所述组合结构包括预制部分和现浇部分；

并且，所述数据获取模块用于利用Revit软件的共享参数功能分别提取所述第一分离模型中的组合结构的预制部分和现浇部分的几何数据

在一些实施例中，所述参数设定模块还用于利用Revit软件的共享参数功能对不同截面形状的构件族赋予不同的类型参数，建立以截面形状为分类标准的单元块划分原则；

并且，所述系统中还包括划分单元模块，用于参照所述单元块划分原则对所述预制部分和所述现浇部分进行单元块的划分。

在一些实施例中，所述文本显示模块用于根据划分的所述单元块，输出对应的工程量报告。

在一些实施例中，所述系统还包括明细表校核模块，用于根据获取的所述第一分离模型，生成所述组合结构的预制部分的构件明细表，并通过导入构件加工厂数据来校核所述构件明细表；

并且，所述文本显示模块还用于将经校核的所述构建明细表制作于所述组合结构的工程量报告中。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供了一种基于BIM模型的结构梁板的预制结构与现浇结构的工程量提取系统及方法，具有快速、准确计算预制结构与现浇结构工程量，减少烦琐、耗时的人工计算的特点；

2、本发明能实现现场施工进展与三维模型实时关联、同步更新的特点，通过对应现场施工工况调整三维模型，实现模型工程量信息与现场施工同步变化，可有效降低工程量计算时间，提高计算准确性及高效性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例中的一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统的示意图。

图2为本发明的实施例中的一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取方法的流程图。

图3～8为本发明的实施例中的一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取方法的组合结构的单元块划分模块示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施案列对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施案列，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在建筑工程现场施工中，成本控制是工程盈利的主要因素，而工程量计算则是成本控制的关键环节，由于常规工程计算方式无法准确高效的区分预制叠合梁板的现浇与预制层，并且在分离现浇与预制层时需要人工去识别计算，工作量庞大、繁琐，且容易错漏。本发明利用Revit提供的共享参数模块开发出自动区分组合结构与现浇结构，同时过滤分离组合结构中的预制层与现浇层的参数化系统。

本发明提出一种基于BIM模型的结构梁板的预制结构与现浇结构的工程量的提取系统及提取方法，来实现BIM三维模型与装配式框架结构施工工程量实时关联、同步更新，为在技术、生产、物料等项目管理应用中，以可视化、精细化的特点辅助项目管理。

下面结合附图以及具体实施例对本发明的具体实施方案做进一步的详细说明。

首先，参阅图1所示，本发明的实施例中提出了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取系统，该系统主要包括有：BIM建模模块、参数设定模块、模型过滤模块13、数据获取模块14、划分单元模块15、文本显示模块16、明细表生成模块17和明细表校核模块18。其中的BIM建模模块和参数设定模块可利用BIM的Revit软件实现，未在图1中显示。

BIM建模模块，主要用于建立BIM三维模型，在本实施例中，该BIM建模模块用于建立结构梁板的组合结构和现浇结构的构件族，以及利用建立的构件族来构建包含有组合结构和现浇结构的整体结构模型；其中，组合结构为包含预制部分和现浇部分两部分的装配式组合结构。

参数设定模块，用于利用Revit软件对组合结构的构件族赋予第一可见参数，利用Revut软件对现浇结构的构件族赋予第二可见参数；另外，该参数设定模块还可用于利用Revit软件的共享参数功能对不同截面形状的构件族赋予不同的类型参数，建立以截面形状为分类标准的单元块划分原则；

模型过滤模块13，大型装配式框架结构中含有大量预制构件，结合Revit可见性参数和模型过滤器功能二次开发出该模型过滤模块13，该模型过滤模块13的工作原理：在初期建模时，分别赋予组合结构可见性参数1(即第一可见参数)和现浇结构可见性参数0(即第二可见参数)；当在系统软件中输出快捷键1时，则系统软件判断为只显示组合结构，当输入0时，系统软件判断为只显示现浇结构。本模型过滤模块13利用此原理可将每层的组合结构与现浇结构过滤分离出来。

数据获取模块14，利用Revit软件提供的共享参数功能开发出几何数据获取模块，该模块工作原理为：通过对组合结构设定共享参数预制层数据、现浇层数据(包含相应构件的截面几何尺寸、构件长度及构件可见性参数)，再结合明细表功能实现分离、提取组合结构的预制部分与现浇部分的几何数据。

划分单元模块15，依据组合结构预制部分的截面形状划分单元块模块，利用Revit软件提供的共享参数功能按照预先设置的单元块划分原则对组合结构的梁、板构件进行单元块划分，划分规则根据构件截面形状划分；每个单元块包含多个相同截面形状、不同截面尺寸的构件。该系统模块的工作原理：在建模初期，利用构件族共享参数赋予每种构件截面类型参数，建立单元块划分原则，完成整体模型后该模块可依据截面种类自动划分单元块。

文本显示模块16，用于利用Revit软件提供的明细表功能开发出工程量报表文本显示模块，根据预制部分截面形状划分的单元块类型输出工程量报告。结合模型过滤模块13，若模型过滤模块13判断为组合结构，则根据预制部分的截面尺寸为哪一种类型的单元块，输出相对应的工程量报告；若模型过滤模块13判断为现浇结构，则输出相对应的现浇结构工程量报告。

明细表生成模块17，基于结构梁板模型过滤模块13，过滤分离组合结构与现浇结构后，针对组合结构中的预制部分的梁板构件生成预制构件明细表清单。

明细表校核模块18，在该明细表校核模块18内导入构件加工厂提供的构件型号数量清单，将其与BIM生成的构件明细表清单进行核对。该明细表校核模块18的工作原理：每根预制构件均有唯一的构件编号，以预制框梁3-PCKL-2A-76-7UP为例，当BIM构件清单中有该编号，而导入的构件加工厂清单中无该编号时，软件会自动提示序列无法匹配，并在模型中亮显该构件；反之，当BIM构件清单中无该编号，而导入的构件加工厂清单中有该编号时，软件会自动提示序列无法匹配，模型缺少相应构件。

结合图2所示，本发明的实施例中提出了一种基于BIM的梁板预制与现浇结构工程量提取方法，其主要包括如下步骤：

步骤1：整理设计施工图，制定BIM建模标准及建模流程；

步骤2：建立预制梁板族模型，定义预制梁板族参数化；编辑BIM软件结构梁、板族参数；

在该步骤1中，利用BIM建模模块建立结构梁板的组合结构和现浇结构的构件族，利用参数设定模块对建立的组合结构的构件族和现浇结构的构件族设定参数，例如：利用Revit软件对组合结构的构件族赋予第一可见参数；利用Revut软件对现浇结构的构件族赋予第二可见参数；利用Revit软件的共享参数功能对不同截面形状的构件族赋予不同的类型参数，建立以截面形状为分类标准的单元块划分原则；从而建立结构梁板的参数化模型。

其中，组合结构为由预制部分和现浇部分组合而成的装配式梁板结构。

步骤3：载入预制梁板族，绘制组合结构及现浇结构，形成完整全套的项目结构模型；

在该步骤3中，选用上述建立的结构梁板的构件族，来构建符合项目的包含组合结构和现浇结构的整体结构模型，此步骤可将BIM建立的构件模型与实际工程项目相关联，将BIM模型应用到工程项目中。

步骤4：利用模型过滤模块13，将组合结构及现浇结构按施工段、楼层平面过滤分离开；

具体可采用以下方法实现该步骤4中的“将组合结构和现浇结构过滤分离”：

结合Revit软件的可见性参数和模型过滤器功能二次开发出模型过滤模块，在初期建模时，分别赋予组合结构第一可见参数“1”和现浇结构第二可见参数“0”；此时：

当于整体结构模型中输入第一可见参数“1”时，则可获取仅显示组合结构的第一分离模型；

当于整体结构模型中输入第二可见参数“0”时，则可获取仅显示现浇结构的第二分离模型。

这样，就可以实现在同一建模环境下，只需建立一个整体结构模型，便可按需过滤分离出仅包含组合结构的第一分离模型和仅包含现浇结构的第二分离模型，无需多次建模，节省建模负担，而且也可以避免相互关联的组合结构模型和现浇结构模型分开建模时存在的扣减关系的计算。

步骤5、利用数据获取模块14，将组合结构中的预制层与现浇层截面几何尺寸分类读取出来；

数据获取模块14为利用Revit软件提供的共享参数功能开发出的几何数据获取模块。通过对组合结构设定共享参数：预制层数据、现浇层数据(包含相应构件的截面几何尺寸、构件长度及构件可见性参数)，再结合明细表功能实现分离、提取第一分离模型中的组合结构的预制层与现浇层的几何数据；同理，也可以利用该数据获取模块14来实现分离、提取第二分离模型中的现浇结构的几何数据。

步骤6：利用依据组合结构预制层截面尺寸划分单元模块，将预制层梁板按截面尺寸种类自动划分单元块；

该步骤6中采用了划分单元模块15，依据组合结构预制层截面形状进行单元块的划分，利用Revit软件提供的共享参数功能对组合结构预制层的梁、板构件进行单元块划分，划分规则为建模初期建立的“单元块划分原则”，根据构件截面形状划分；因此，划分后的每个单元块中包含多个相同截面形状、不同截面尺寸的构件。配合图3～8所示，其中图3～6所示为梁的组合结构的某个单元块，包含多个底部截面形状相同(矩形)、截面尺寸不同的梁构件，对各梁构件的下部设定梁的预制部分a，对各梁构件的上部设定梁的现浇部分b，将各梁构件的预制部分a和现浇部分b利用Revit软件进行区分，以便于区别梁的组合结构中预制部分a和现浇部分b的工程量；其中图7和图8所示为板的组合结构的某个单元块，包含多个截面形状相同(矩形)、截面尺寸不同的梁构件，对各板构件的下部设定板的预制部分a，对各板构件的上部设定板的现浇部分b，将各板构件的预制部分a和现浇部分b利用Revit软件进行区分，以便于区别板的组合结构中预制部分a和现浇部分b的工程量。在本步骤中，本发明采用在建模初期，利用构件族共享参数赋予每种构件截面类型参数，完成整体模型后该模块可依据截面种类自动划分单元块。

步骤7：利用工程量报表文本显示模块16，根据预制层截面尺寸划分的单元块类型输出工程量报告，判断预制层截面尺寸为哪一种类型的单元块，则输出相对应的工程量报告；

利用Revit软件提供的明细表功能开发出工程量报表文本显示模块16，根据预制层截面形状划分的单元块类型输出工程量报告。结合模型过滤模块13，若判断为组合结构，则根据预制层截面尺寸为哪一种类型的单元块，输出相对应的工程量报告；若判断为现浇结构，则输出相对应的现浇结构工程量。

步骤8：利用预制梁板明细表生成模块17，在过滤分离组合结构与现浇结构后，针对组合结构中的预制梁板生成预制构件明细表清单；

基于结构梁板模型过滤模块，过滤分离组合结构与现浇结构后，针对组合结构中的预制梁板生成预制构件明细表清单；

步骤9：利用预制梁板明细表核对模块18，在该模块内导入构件加工厂提供的构件型号数量清单与BIM生成的构件明细表清单进行核对；

在明细表核对模块18内导入构件加工厂提供的构件型号数量清单与BIM生成的构件明细表清单进行核对。该模块的工作原理：每根预制构件均有唯一的构件编号，以预制框梁3-PCKL-2A-76-7UP为例，当BIM构件清单中有该编号，而导入的构件加工厂清单中无该编号时，软件会自动提示序列无法匹配，并在模型中亮显该构件；反之，当BIM构件清单中无该编号，而导入的构件加工厂清单中有该编号时，软件会自动提示序列无法匹配，模型缺少相应构件。

步骤10：利用以上步骤得到的工程量指导现场提报混凝土进场材料计划及辅助商务工程量计算。

本发明提出一种基于BIM模型的结构梁板预制层与现浇层工程量提取系统及方法，该系统包括结构梁板模型过滤模块；结构梁板几何数据获取模块；依据预制、现浇组合结构(以下统称组合结构)预制层截面形状划分单元块模块；工程量报表文本显示模块；预制梁板明细表模块；预制梁板明细表核对模块。通过本发明的应用，能够使现场技术人员依据BIM模型快速提取结构梁板预制层与现浇层工程量及核对预制梁板构件明细表，能够高效、准确保证现场施工工程量准确性，缩短工期及节约成本，通过高精度的模型作为基础，提取项目所需信息，在技术、生产、物料等项目管理应用中，以可视化、精细化的特点辅助项目管理。

通过本发明的应用，能够使现场技术人员依据BIM模型快速提取结构梁板预制层与现浇层工程量及核对预制梁板构件明细表，能够高效、准确保证现场施工工程量准确性，缩短工期及节约成本，通过高精度的模型作为基础，提取项目所需信息，在技术、生产、物料等项目管理应用中，以可视化、精细化的特点辅助项目管理。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。