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水利水电工程三维图形建模研究
Research on 3D Graphic Modeling of Water Conservancy and Hydropower Engineering
程图样式，这样就能快速、便捷地生成符合行业标准的二维工程图。在 BIM 所
出的二维剖面图的基础上增加三维轴侧图，使图纸表达更加直观，工程人员更容
易理解设计人员的意图。
3. 枢纽整合布置
水电站前期设计主要是对各种方案进行比较，如坝线比较、正常蓄水位比较、
装机容量比较、机组台数比较、枢纽布置比较、坝型比较等。BIM 三维协同设
计能高效、真实地把这些方案归集在一起，并且以尽可能直观的方式来体现。在
三维设计中最能体现枢纽布置设计精髓的就是骨架的搭建。枢纽整合之前，先由
牵头专业沿枢纽轴线建立包含地理坐标信息的整体骨架，该骨架作为各专业三维
设计整合的基础。同样，各专业为了方便建模也可以建立子骨架。各专业 BIM
模型设计完成后，由牵头专业负责把各专业的三维模型与整体骨架装配约束在一
起，再与地质三维模型一起导入 Navisworks 进行枢纽整合、浏览、校审、碰撞
检测、虚拟漫游。整合模型是一种轻量化的模型，它包含所有的 BIM 模型信息
以及 Navisworks 特有的数据，如审阅、标注、测量等。
由于采用参数化设计，当各专业的三维模型的控制长度发生变化时，整合后
的建筑物将根据整体骨架自动更新，而不需像常规二维设计那样进行索资、提资，
有时还由于通知不及时而忘了根据新提资进行布置和修改，避免耗费大量的时间
在资料流通的环节上，极大地节约了设计时间和提高了工作效率。
4. 数值计算仿真
目前，主流的 BIM 软件均与 ANSYS、ABAQUS 等大型有限元软件实现了无
缝对接。采用 Inventor 软件进行三维设计建模，然后一键导入 ANSYSWorkbench
软件中进行划分有限元网格和计算分析，计算结果和模型数据再导入《水工三维
配筋软件》进行配筋，配筋结果可以直接转化为二维 CAD 图纸。通过三维设计
的方式，一次建模，由一套模型数据完成设计、分析和配筋的所有工作。这就实
现了水电三维协同设计和三维钢筋图设计有机结合起来，避免了另起炉灶在其他
软件中进行有限元计算费时费力的问题，极大简化了设计流程，体现了高效、集
约的设计思路。
5. 三维钢筋图
对水工设计来说，施工图阶段工作细、任务重，尤其是钢筋制图是一项十分
费时费力的工作，几乎占设计总时间的 60% 以上。采用《水工三维配筋软件》
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