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Civil3D的橫斷面設(shè)計功能總結(jié)(BIM正向設(shè)計的核心關(guān)切)

發(fā)布于:2023-07-24 16:23:35

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本文轉(zhuǎn)載來源:微信公眾號- 成塔軟件,更多內(nèi)容請關(guān)注公眾號!

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 Civil3D的橫斷面設(shè)計功能異常強大,尤其是其符合BIM正向設(shè)計思想,也就是必須先創(chuàng)建三維道路模型,然后才能生成橫斷面圖。如果是水利等行業(yè),就必須先創(chuàng)建三維水渠模型、堤防模型、大壩模型等,然后才能進行出圖算量。而傳統(tǒng)的二維軟件是沒有三維模型的,平縱設(shè)計完成后就是“戴帽子”,也就是畫橫斷面圖。因此,老的公路工程師會說公路設(shè)計三板斧:選線、拉坡、戴帽子。對于Civil3D這類BIM正向設(shè)計軟件來說,正確的流程是:選線、拉坡、建模型,然后出圖出表算量,建模是前置條件,沒有模型就不能出圖出表算量,這是BIM正向的前置必要條件。因此說,傳統(tǒng)的二維軟件是先有成果后有模型,是假BIM,不是正向設(shè)計。

    總之,先有模型后有圖紙,就是BIM正向設(shè)計;先有圖紙再創(chuàng)建模型就是翻模。成塔《混動設(shè)計》軟件是基于Civil3D開發(fā)的本地化解決方案,既滿足了BIM正向設(shè)計的核心要求,又滿足了國內(nèi)工程行業(yè)的設(shè)計習(xí)慣,同時提高了設(shè)計效率,降低了Civil3D軟件的操作難度。

    我們都知道,對于公路市政水利鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè),平縱設(shè)計是工程設(shè)計的靈魂,但是成本最高、耗時最長、工作量最大、投入人員最多的環(huán)節(jié)是橫斷面設(shè)計,也叫路基設(shè)計、斷面設(shè)計。在Civil3D中,是通過部件和裝配的概念來進行橫斷面設(shè)計的。

    部件和裝配思想是個舶來品,傳統(tǒng)教科書中并沒有此概念,我們可以看到國產(chǎn)軟件在早期版本中也是沒有這個概念的?,F(xiàn)在國產(chǎn)軟件普遍采用了這個概念,但是對軟件操作進行了大大的簡化,雖然使用上比較簡單,功能上卻也弱了很多。受制于國內(nèi)公路軟件往往是幾個人的小團隊開發(fā)完成的,無法構(gòu)建復(fù)雜的概念體系和彈性軟件架構(gòu),所以國產(chǎn)軟件基本上都是概念簡單、傻瓜操作、常規(guī)設(shè)計效率高等特點。

    Civil3D因為具有龐大的研發(fā)團隊,巨額資金的研發(fā)投入,所以軟件的功能復(fù)雜且強大,學(xué)習(xí)起來也就需要花費更長的時間。但是這款軟件也給使用人員帶來了無限的可能,對軟件操作越熟練,能夠解決問題的能力就越強大。因此,Civil3D是一款能夠跟隨工程技術(shù)人員一起成長的軟件,哪怕是使用了10年軟件的老鳥,也總能在這款軟件中持續(xù)發(fā)現(xiàn)新的驚喜,并解決當(dāng)下所面臨的棘手問題。Civil3D的橫斷面設(shè)計雖然可以借助Civil3D軟件自帶的"常用部件"

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和“條件部件”解決大多數(shù)橫斷面設(shè)計問題,

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但是,隨著對于BIM設(shè)計要求越來越高,比如公路市政等行業(yè)需要表達路面結(jié)構(gòu),無論是BIM模型還是橫斷面圖紙,都需要體現(xiàn)和打印這些路面結(jié)構(gòu),這樣的話,Civil3D自帶的部件就不能滿足要求了,必須使用跟隨Civil3D軟件安裝包一起安裝的“部件編輯器”(Subassembly Composer簡稱SAC)。

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    部件編輯器這款軟件簡直是三維道路建模和橫斷面設(shè)計的神器!我有幸在Autodesk工作的時候帶領(lǐng)研發(fā)團隊將這款軟件從零開始一直做到最后完成,總共花費了兩三年的時間,包含多個國家的多個團隊協(xié)同開發(fā)完成,后續(xù)版本幾乎沒有大的改變,只是一些修修補補了。甚至該產(chǎn)品的名字也是我起的!最開始的候選名叫Subassembly Builder,我提出反對并給出了最終的名字:Subassembly Composer(部件編輯器)。

    對于部件編輯器的入門學(xué)習(xí),可以看我前同事TimWu錄制的教學(xué)視頻:
https://www.bilibili.com/video/BV1hh4y1n7pT/ 

    學(xué)習(xí)部件編輯器,核心的概念是:

  • 點 - Point;

  • 線 - Link;

  • 面 - Shape;

    其中,線也被翻譯成連接,面也被翻譯成造型。橫斷面無論多么復(fù)雜

本質(zhì)上是由點線面構(gòu)成的,掌握了這其中的組織方式,也就可以創(chuàng)建任意復(fù)雜的橫斷面定義了。

    Civil3D引入了國產(chǎn)軟件所沒有的,但是功能非常強大的“邏輯目標(biāo)”概念,分別包括:

  • 曲面邏輯目標(biāo);

  • 寬度邏輯目標(biāo);

  • 高度邏輯目標(biāo);

邏輯目標(biāo)是復(fù)雜橫斷面設(shè)計的靈魂!但傳統(tǒng)二維軟件卻因為技術(shù)比較落后,缺失了這部分概念。熟練掌握這些邏輯概念,才能有效解決復(fù)雜問題。

    為了更好的控制橫斷面的行為、外觀,比如橫斷面標(biāo)注,比如生成道路線條、道路設(shè)計曲面等,Civil3D再次引入了一個非常重要的概念:代碼(CodeName),包括了:

  • 點代碼;

  • 連接代碼;

  • 造型代碼;

有了點線面代碼后,Civil3D的橫斷面才算真正具有了生命,可以靈活操控了。就好像橫斷面開啟了“靈智”,后面的橫斷面出圖標(biāo)注、橫斷面工程量計算等操作都依賴于點線面代碼(CodeName)。

    在實際項目中,遇到不同的情況采用不同的處理方法,就需要使用類似于IF/ELSE的判斷操作,這個就是部件編輯器的“Decision”(判斷節(jié)點)

圖片.png在橫斷面設(shè)計中寫入判斷邏輯,部件就變得更加智能了。理論上來說,任意復(fù)雜的橫斷面設(shè)計邏輯,只要能描述清楚,部件編輯器就能夠處理。

    最后,為了能夠提高部件的復(fù)用性,比如道路有多寬,路面坡度是多少等這些參數(shù)具體取值,在用戶真正設(shè)計項目的時候再指定,需要在部件編輯器中定義“輸入?yún)?shù)”(Input Parameters)。有了輸入?yún)?shù),不同的工程項目就可以使用相同的部件和裝配了。

    以上,是部件編輯器使用中最核心的一些概念。

    實際工程中,大部分項目的橫斷面設(shè)計邏輯都是類似的,因此A項目中定義的部件或裝配,甚至可以在B項目中拿來直接使用。我在前面寫過一篇文章,可以作為參考來提高部件和裝配的利用率:

如何創(chuàng)建Civil3D的裝配,提高橫斷面設(shè)計的復(fù)用率,大幅提高設(shè)計的效率。

成塔哥,公眾號:成塔軟件論如何創(chuàng)建Civil3D的裝配庫

    如果一個項目的部件和裝配都已經(jīng)準(zhǔn)備好了,那后面的創(chuàng)建三維道路(水渠、堤防等)模型就是再簡單不過的事情了。有了三維模型,生成橫斷面圖,計算工程量也是點幾下鼠標(biāo)就可以完成了。BIM正向設(shè)計其實比想象中要簡單得多,效率甚至超過傳統(tǒng)的二維設(shè)計軟件,如果遇到復(fù)雜的工程設(shè)計要求,效率甚至遠遠超過傳統(tǒng)軟件10倍也不止呢。

    Civil3D橫斷面唯二的兩個比較明顯的缺陷是“清除表土”和“挖臺階”,這個雖然理論上可以用部件編輯器將操作邏輯寫出來,但是實際操作過于復(fù)雜也只能放棄。這兩個問題已經(jīng)在成塔《混動設(shè)計》軟件中解決了,我們針對性的開發(fā)了解決方案,使得操作很簡單,結(jié)果也符合國內(nèi)設(shè)計習(xí)慣。

    另外,使用部件編輯器解決“多級邊坡”是很方便的;做擋墻的三維建模以及算量也很方便,但是需要定制擋墻部件,甚至如果想徹底解決擋墻問題,企業(yè)需要定制自己的常用擋墻庫,這一塊依靠企業(yè)自身技術(shù)團隊很難解決,如果需要,可以外包給類似于成塔公司這樣的專業(yè)團隊來解決。如果企業(yè)有了自己常見的路面、邊溝、邊坡、擋墻、水渠、堤防部件,進行BIM正向設(shè)計以及出圖算量就變成很簡單的事情了,設(shè)計效率甚至比傳統(tǒng)軟件還要高,并且生成的三維模型質(zhì)量遠遠高于市面上的BIM公司。

    總之,如果解決了橫斷面的問題,企業(yè)所獲得收益遠遠大于課題研發(fā)的成本投入,其收益包括:

  1. 大大提高了橫斷面的設(shè)計效率和質(zhì)量,甚至比傳統(tǒng)軟件還要好、還要快!

  2. 不需要那么多人畫橫斷面了,大大節(jié)約了人力成本;

  3. 橫斷面設(shè)計不再是項目進度的瓶頸,大大降低了項目提交的時間違約風(fēng)險;

  4. 設(shè)計院自然而然的過渡到BIM正向設(shè)計,在設(shè)計的過程中就生成了高精度施工三維模型;

  5. 有了三維模型,添加材質(zhì)后,就能夠快速進行項目的三維展示匯報,比如一鍵導(dǎo)入到InfraWorks中制作電子沙盤,導(dǎo)出到3DS Max中制作宣傳動畫;

  6. 有了三維模型,添加WBS工程編碼,就可以在施工管理中進行深化應(yīng)用;

  7. 有了以三維模型為基礎(chǔ)的出圖出表,設(shè)計錯誤一目了然,畢竟模型的錯誤是藏不住的,而圖紙上數(shù)字的錯誤很難發(fā)現(xiàn);

  8. 傳統(tǒng)二維軟件很難解決的復(fù)雜設(shè)計、非常規(guī)設(shè)計,比如基于三維地質(zhì)的三維正向設(shè)計,舊路改建的精準(zhǔn)建模及算量,復(fù)雜工程的多專業(yè)聯(lián)合斷面等,通過BIM正向設(shè)計都可以解決.


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