引用格式：史修府，杨猛，杰德尔别克·马迪尼叶提，等.基于Revit 软件的水利水电工程参数化建族［J ］.水利水电快报，2021，
42（3）：85-88.
收稿日期：2020-07-12基金项目：新疆农业大学大学生创新项目资助（XNDSLXY-008）作者简介：史修府，男，研究方向为水利水电工程。E-mail ：*****************通讯作者：杰德尔别克·马迪尼叶提，男，助教，主要从事水利工程可视化仿真分析研究。E-mail ：****************
1研究背景
BIM 技术起源于20世纪70年代，经历了萌芽、
产生和发展3个阶段，目前，BIM 技术已经在全世界
得到了广泛应用。BIM 技术具有可视化沟通平台、模拟、检查及参数化等特点，并且节能环保。在水利水电工程中，BIM 技术贯穿工程的全生命周
期［1-2］
，设计人员可以凭借参数化模型中包含的工
程建筑物信息，利用计算机进行精准计算，将此结果作为依据，减少资源浪费，避免重复设计，实现优化施工，提高作业效率。
2存在的问题
当前，由于不同的地形和生产要求，某一水利
工程可能涉及到多个水工建筑物，再加上水工建筑物形态多样，因此，现有的族库中可供使用的建筑物占比不高，完全参数化的族更少。此外，我国目前使用的BIM 设计软件依赖国外输入，没有成熟的参数化族库和完整的政策环境支持，导致技术人员
仍旧依赖传统的施工思维及设计方案［3］
。因此，在
水利工程中，BIM 技术多应用于局部设计，缺乏总体
规划［4］。在水利水电工程全过程中引进BIM 技术可
拓宽设计者的思路与方法，建立参数化水工建筑物族可使复杂模型简单化、便捷化，同时也可提高后期工作效率。
3
引入BIM 的技术优势
3.1
相对于传统技术的优势
BIM 技术是依靠Revit 软件，基于3D 数字技术，
集成建设工程全生命周期相关参数的一个数字化
共享模型［5］
。作为一种共享资源，该技术为水利工
程建设项目各参与方提供准确、互通的完整信息，形成一个全面的信息库。相对于传统技术，BIM 技术有以下几个方面优势。
（1）设计优势。BIM 技术可存储海量有利用价值的资讯信息，然后以此为基准，构建完整、合理的信息模型，为水利水电工程项目创造有利条件。因此，在水利工程实践应用过程中，技术人员可通过BI
M 技术熟悉整个项目，并进行下一步优化建筑信息模型，确保模型中所涵盖的各类数据的完整性与准确性，做到各族间的紧密联络。
（2）计算优势。与传统方法相比，BIM 技术具有
形象直观、简单高效、适应性强、计算精度高［6］、方便
基于Revit 软件的水利水电工程参数化建族
史修府，杨猛，杰德尔别克·马迪尼叶提，艾合麦提江·马穆提，
买合木提·买买提明
（新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052）
摘要：近年来，BIM 技术越来越多地应用于水利水电工程项目。介绍了BIM 技术在工程设计、计算、模拟及绘图方面的优势。以Revit 软件为主，阐明了参数化模型的建模步骤，提出了建立水工建筑物参数化族的合理方法及思路。研究表明，引进BIM 技术建立参数化水工建筑物族可使复杂模型简单化，同时也可提高后期工作效率。
关键词：水利工程；BIM 技术；Revit 软件；参数化族中图法分类号：TV222
文献标志码：A
DOI ：10.15974/jki.slsdkb.2021.03.015
文章编号：1006-0081（2021）03-0085-04
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调整等优势，还能用作方案对比分析，提供了一种新思路。
（3）模拟优势。BIM技术利用计算机建立虚拟的三维模型［7］，进行施工前模拟，考核建筑物是否可以蓄涵水分，也可排除各项风险，保障施工人员安全［8］。
3.2相对于传统制图软件的优势
Revit是Autodesk公司一套系列软件，专用于BIM技术，可帮助建筑设计师设计、建造和维护“质量更优、能效更高”的建筑。本研究主要用到了Re⁃vit以下3个优势。
（1）Revit族库。Revit将大量模型按照特性、参数等属性分类归档，形成使用者熟知的Revit族库。常
用Revit软件的设计公司或设计师，大都会随着项目的进展，形成个人独有的族库。在日后的工作中，只要根据实际项目要求修改相关参数，便可再次应用。
（2）参数化。相对于传统制图软件CAD，对于图纸修改，只需利用Revit参数化，在Revit软件中修改相关参数，便可将项目中所有相关联参数一同更改，随一个参数的改变，所有视角的图纸都能实现成比例的统一更改［9］。
（3）三维表达。Revit的三维表达不仅适用于设计人员，也适用于施工人员［10］。在Revit软件中，通过三维分析和解剖，结合可视化的优点，设计和施工人员可快速有效辨别“平立剖”等复杂问题，还可根据施工实际情况，制定下一个实施步骤［11］。
传统软件在参数化建立时，当更改一个项目模型的某个组件时，所对应的组件发生改变，而Revit 模型进行参数化后，只需更改其中任意一个参数，系统则会自动协调整个项目中的所有模型进行变更。例如，改变圆管涵底部宽度，相应的角度与高程都将保持连续。利用BIM技术在设计、计算和模拟等方面的优势［12］，充分利用Revit自带的系统族模型，并结合水利工程施工的特点，创建基于BIM技术的水利工程数字化模型，探索BIM技术在水利工程中的应用，可为后期的计算分析和运行维护奠定基础，以实现水利工程信息化管理［13］。
4参数化族库的建立
水工建筑物异型构件较多，形状复杂，导致制作完全参数化的模型难度较大，因此，在建模过程中尽量细化模型，使小部件模型达到完全参数化。例如，在建立水闸消力池参数化模型时，只有先建立了池底、护坦，趾墩等组成构件的参数化模型后，才可通过拼装的方式组成消力池完全参数化模型。
根据不同水工建筑物的分类情况，创建类似的族库。例如，创建水电站整体的参数化模型时，主要分为上部结构和下部结构，上部结构基本上是框架结构，下部结构中异性构件较多，通过这种分类方式方便归纳所创建的族。创建渠系建筑物时，主要分分水闸段和渠段族等。
图1为通过Revit软件创建的渠道扭面参数化族成果图，以下将以扭面作为实例，说明参数化族
创建的过程与技巧。
（a）圆涵管模型（b）
牛腿柱模型
（c）机墩（d）扭面模型
图1部分参数化族模型
4.1族创建技巧比较
Revit建立参数化的方法很多，Revit使用者建立参数化族的过程步骤有所不同［14-15］，同时也存在一些问题，如创建步骤比较粗略，或者在创建过程中忽略关联参照平面等重要步骤。本文总结了一套参数化族建立的方法及思路。
在族的建立过程中，在完成参数化的情况下改变相关参数，得到的结果往往并不准确。应在此时加入适当的参照平面，并确定参照平面的改变方向，关联图元后即可达到预期效果。例如，建立一个简单的矩形梁，经过参数化设置后，改变“长”参数，得到的改变是向右延伸，但实际情况下向左延伸会带来较大便利，此时就可在矩形梁的左边建立参照平面，或者建立参照平面的顺序颠倒，再与矩形梁关联，便可实现向右延伸效果。
4.2模型参数化设立过程
族是Revit项目中的基础元素，由Revit中的模
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型图元、注释图元及其他各种类型构件构成［16］。通过系统的研究，此次项目中创建参数化族分为以下
4步。
（1）新建族，选择合适的族样版。族的类型可分为系统族、可载入族、内建族，按照类别可分为独立个体族和基于主体的族。在制作模型时，应根据族类型在界面中选择合适的样板，若没有合适的，可选择公制常规模型样板。在族样板中系统会规定默认的两个正交参照平面和其他常规设置。
（2）制作族。根据项目实际经验，总结出一套创建水工建筑物参数化族的有效方法，包括以下3个重点：①参照平面的创建，参照平面的选择和建立是难点之一，只有选择正确的参照平面才能真正实现模型按参数的变化。否则，参数将失去约束作
用，变成一个不可变的标注。②参数的创建。基于制作族的经验，最优的选择是在属性栏中建立参数，比其他建立参数方法更加全面，使参数专业化，全面化。③图形的创建。在族样板中系统会规定默认的2个正交参照平面，一般围绕样本中心线创建图形。Revit软件给使用者提供了几种简便的图形，建立方法（拉伸，融合，旋转，放样，放样融合，空心形状）。熟练运用这几种方法可简化建立族的过程，创建很多的复杂模型。
（3）参数与参照平面关联（注释）。参数是实现参数化的关键一步，要想使参数达到预期效果，实现更多复杂的变化，参数必须与选择或建立好的参数平面相关联。
（4）参照平面与形体的关联（点击锁定图标）。建立参照平面时，参照平面必须与形体建立相关联，否则与参照平面相关联的参数将无法约束图形。
4.3扭面制作实例
（1）在Revit的主界面中点击新建族，选择公制常规模型样板创建扭面，在属性中创建好参数，如扭面长、宽、高等，如图2所示。
（2）首先选择创建扭面翼墙，因扭面翼墙的前后部形状不同，所以选择放样融合命令创建扭面翼墙。（放样融合：用于创建一个融合，以便沿定义的路径进行放样。放样融合的形状由起始形状，最终形状和指定的二维路径确定）
（3）在参照标高中，中心线上绘制放样路径，并沿中心线建立参照平面，命名为“宽参照”。将放样路径与宽参照关联，此时标注放样路径并设置等分约束，且关联参数“扭面长”。完成绘制路径。关联关键步骤如图3所示。
扭面内半宽2400
前上宽400宽2400前上宽400
扭面前后距差2200扭面前后距差2200
前下宽1200
后宽400后宽400
前下宽1200
底
部
厚
3
翼
墙
别克标志
高
度
2
2
翼
墙
高
度
2
2
扭
面
高
2
5
图3参数关联关键步骤（单位：mm）
（4）选择编辑轮廓1，打开前立面视图为工作平面，绘制扭面翼墙前部为直角梯形，标注直角梯形，并关联宽参照。将所有标注都与相应参数进行关联。
（5）编辑轮廓2，打开后立面视图为工作平面，绘制扭面翼墙后部轮廓为平行四边形，标注平行四边形，并关联宽参照。将所有标注都与相应参数进行关联。
（6）完成放样融合命令，创建出扭面翼墙一边。因为扭面翼墙两边完全相同，可以选择镜像命令，创建扭面翼墙第二边。
（7）前6步已经完成了扭面翼墙的创建，接下来进行扭面底部的创建。扭面底部选择拉伸创建，拾取创建拉伸形形状，完成拉伸命令。
（8）打开前立面视图，作为工作平面，在拉伸底部创建参照平面，并与图元锁定，同时将扭面翼墙与扭面底部锁定。标注扭面底部，并与对应参数相关联。修改各个参数，检查各参数是否正常运行。
图2扭面参数
史修府等基于Revit软件的水利水电工程参数化建族
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2021年3月水利水电快报EWRHI第42卷第3期
5结语
本研究主要基于Revit软件创建水工建筑物常见模型的参数化族库，通过Revit软件参数化模块优势，提出了一种适合于水利水电工程参数化建模的方法。BIM技术在制图过程以及可视化展示等方面体现出技术优势，对水利水电工程信息化建设与发展有一定参考价值。
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（编辑：李慧）
Research on parametric family construction of hydropower engineering based
on Revit software
SHI Xiufu,YANG Meng,JIEDEERBIEKE·Madiniyeti，AIHEMAITIJIANG·Mamuti，
MAIHEMUTI·Maimaitiming
(College of Water Conservancy and Civil Engineering,Xinjiang Agricultural University,Urumqi830052,China)
Abstract:In recent years,BIM technology has been widely used in the design and construction of hydropower proj⁃ects.The advantages of BIM technology in the design,calculation,simulation and drawing of hydropower projects are introduced.Focusing on Revit software,this paper mainly expounds the steps of establishing the parametric mod⁃el,puts forward the reasonable method and thoughts of establishing parameterization family.The results show that establishing parameterization hydraulic structure family by employing BIM technology can simplify complicated model and improve working efficiency of the following steps.
Keywords:hydropower projects;BIM technology;Revit;parametric family
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