土建基础及应用13

3.3立足之地——板及屋顶的创建教学设计背景章节3.3立足之地——板及屋顶的创建所属课程BIM技术应用所属专业工程造价、土木工程适用对象本科二年级学情分析通过对前面章节基础、柱梁章节建模的学习，学生已经熟悉Revit软件结构建模的方法，对结构板构件的建模和如何创建屋顶有一定的帮助，但从学生预习、学习的情况来看，存在较多的疑问，对工程实际问题分析能力不够，需要进一步线下课程的学习和实操训练。本节教学目标知识目标：利用Revit软件学习使用“迹线屋顶”、“拉伸屋顶”等命令创建屋顶。能力目标：具备利用Revit软件对一些复杂屋顶构建模型进行创建。素质目标：培养学生热爱中国传统文化、勇于探索实践的工匠精神和家国情怀。教学思路屋顶是建筑顶部的承重和围护构件，屋顶又被称为建筑的“第五立面”，对建筑的形体和立面形象具有较大的影响，屋顶的形式将直接影响建筑物的整体形象。本次教学设计以学生为中心，以项目为载体，将课程知识与工程实际相结合，由简单到复杂，使学生掌握对工程问题的分析建模技巧，逐步掌握解决复杂工程问题的能力。教学设计上采用线上加线下的混合式教学，以项目化教学、任务驱动法、教学做一体化等教学方法授课，让学生轻松掌握本节内容。课程资源学习通在线资源、教材、教学视频、PPT、讲义等。教学内容1.认识古建筑屋顶形式；2.幼儿园屋顶的创建与应用；3.全国BIM考试真题实操练习题；教学重、难点教学重点：屋顶的创建与应用教学难点：面向工程实际的屋顶的创建与应用教学方法与工具教学方法：项目教学法、任务驱动式、教学做一体化教学工具：多媒体教室、Revit建模环境教学安排线上教学：学习线上视频资源、阅读材料等，按照要求进行课程内容预习、讨论和测试。线下教学：课中在智慧教室根据课前线上学习情况引导学生正确分析问题，解决学生疑难问题。线上作业：根据课堂学习，通过超星泛雅平台下发作业题，要求完成并提交。教学评价1.学习通平台线上学习情况。2.课堂表现：师生互动、生生互动、团队协作、问题解答等情况。3.作业完成情况。预习任务与课后作业预习任务：完成学习通平台基础的定义与创建视频学习，完成讨论和预习测试题课后作业：超星泛雅平台作业教学特色（1）坚持以学生为中心、以项目为载体进行翻转课堂教学，培养学生解决工程实际问题的能力。在BIM技术用讲课过程中坚持思政元素的无声融入，培养学生的工匠精神、科学思维、科技报国的家国情怀。（2）采用线上和线下混合式教学方法，集合项目化、任务驱动和教学做一体化多种方法，保证线上学习效果和线下课堂质量。（3）充分与人才培养体系中其它课程融合，巩固屋顶理论知识，着重培养建筑信息模型创建技能，为综合实践类课程实现提供基础支撑。教学过程教学环节教学内容时间分配一、线上教学知识总结1.回顾上节学习内容2.认识屋顶的基本形式3.总结学习通平台学习情况，提醒学生注意内容。设计目的：利用回顾巩固已学内容，通过知识导入，使学生认识板及屋顶，引出本节课的教学内容。教学方法：线上自学、在线讨论教学资源：PPT、视频、阅读材料说明：线上部分放到课前完成，含线上学习时长。5分钟二、引出概念（一）古建筑的屋顶形式有哪些？庑殿顶歇山顶悬山顶（二）这些屋顶都有什么样的区别？庑殿顶有五脊四坡，又叫五脊顶，庑殿顶又能划分为重檐庑殿顶和单檐庑殿顶，其中重檐庑殿顶是古建筑屋顶的最高等级，主要多用于皇宫或寺观的主殿，单檐庑殿顶则多用于礼仪盛典及宗教建筑的偏殿或门堂等处。歇山顶又称九脊顶，重檐歇山顶等级仅次于重檐庑殿顶，多用于规格很高的殿堂中，一般的歇山顶应用则非常广泛，但凡宫中其他诸建筑，以及祠庙坛社、寺观衙署等官家、公众殿堂等都用歇山屋顶。悬山顶四面出檐，也是两面坡屋顶的早期做法，但在中国重要的古建筑中不被应用。通过上述三种古建筑屋顶的了解，可知中国古建筑屋顶形式的多种多样，进一步深刻的反映了中国古代工匠智慧，体现了传统文化的博大精深。7分钟三、案例讲解（一）建模思路讲解查阅幼儿园项目板及屋顶的类型、尺寸、定位、属性等信息，进行板及屋顶模型创建。（二）图纸识读在本课程的教学过程中采用幼儿园工程案例贯穿整个课程学习过程，首先进行郑科幼儿园图纸板及屋顶的识图，幼儿园板有100mm、110mm、120mm厚度类型。幼儿园屋顶类型主要有：八角屋顶、老虎窗屋顶、坡屋顶等。（三）板的创建（1）导入CAD图纸导入板平法施工图，设置图纸导入格式，调整图纸位置并锁定，以板平法施工图辅助楼板的绘制。（2）建立结构板构件类型单击“结构”选项卡“结构”面板“楼板”下拉“楼板：结构”工具。点击“属性”面板“编辑类型”，在“族（F）”选择“系统族-楼板”，此时“类型（T）”显示为“常规-200mm”，点击“复制”按钮，输入“LB-100”，随后“编辑部件”，修改厚度及材质。（3）楼板的创建绘制楼板的方式有多种，可以按照“直线”、“矩形”、“拾取线”等方式进行绘制。以“二层（3.500）板平法施工图”为例进行板的创建，采用“矩形”方式进行楼板绘制。首先绘制①~⑦轴交Ⓐ~Ⓒ轴之间的楼板，选择LB-100楼板类型，点击“绘制”面板“矩形”工具，选项栏“偏移量”设置为“0”，“属性”面板“标高”设为“二层”、“自标高的高度偏移”设为“-100”，绘制楼板轮廓，轮廓为紫色边线，如下所示。点击“模式”面板“完成编辑模式”工具，弹出“revit”窗口，提示：项目中未载入跨方向符号族，是否现在载入？，点击“否”，关闭即可，绘制完成的①~⑦轴交Ⓐ~Ⓒ轴之间的楼板如下所示。采用同样的方法绘制二层其他位置的LB-100，注意局部降板位置进行标高调整及楼梯间、开口处不布置楼板。对于Ⓐ轴交⑩轴附近120mm厚不规则形状楼板绘制，选择“绘制”面板“拾取线”命令进行绘制，依次拾取梁中心线、墙中心线、柱边线，使用“修改”面板“修剪/延伸为角”工具，依次点击待修剪或延伸为角的两条紫色楼板线，将两条紫色线条相连，形成封闭区域。点击“模式”面板中的“完成编辑模式”工具，绘制完成的Ⓐ轴与⑩轴附近的楼板如下所示。按照类似操作完成二层其余楼板绘制，创建完成的二层板如下所示。参考同样的方法绘制完成其他层楼板，绘制完成的板三维模型如下所示。（四）屋顶的创建（1）八角坡屋顶幼儿园八角多功能厅上部的屋顶为八角坡屋顶，采用“迹线屋顶”方式进行创建。双击进入“三层”楼层平面视图，单击“建筑”选项卡“构建”面板“屋顶”下拉中的“迹线屋顶”工具。点击“属性”面板“编辑类型”，在“族（F）”选择“系统族-基本屋顶”，“类型（T）”选择“常规-125mm”，点击“复制”按钮，输入“屋顶-120”，“编辑部件”修改“厚度”为“120”，“材质”为“混凝土-现场浇筑混凝土C30”。基于导入的CAD图纸，采用“拾取线”方式依次拾取八角厅屋面框架梁的边线，如下所示。设置“属性”面板“底部标高”为“三层”、“自标高的底部偏移”为“180”，“坡度”为“1：1.72°”，即30.17°，如下所示。修改视图范围，使绘制的八角屋顶未完全显示，绘制完成的八角坡屋顶如下所示。（2）四坡屋顶以2#楼梯间为例进行四坡屋顶创建讲解。双击进入“屋顶层”楼层平面视图，单击“迹线屋顶”工具，利用已经绘制完成的四坡屋顶屋面框架梁，采用“拾取线”方式进行四坡屋顶边线拾取。设置“属性”面板“底部标高”为“屋顶”、“自标高的底部偏移”为“920”，“坡度”为“27.76°”，完成四坡屋顶的绘制，如下所示。（3）带老虎窗坡屋顶本项目主屋顶为带老虎窗坡屋顶，采用“迹线屋顶”方式进行绘制。具体绘制思路为：绘制项目大屋顶；绘制老虎窗屋顶；连接大屋顶与老虎窗屋顶；绘制老虎窗墙体并进行附着；大屋顶老虎窗部位开洞；绘制老虎窗的窗户。1）绘制项目大屋顶a）绘制Ⓑ轴与⑨轴交点处的四坡屋顶，绘制思路同前。b）绘制⑩轴左侧5.3m范围斜屋面采用“拾取线”方式依次拾取该区域斜屋面边线，先框选拾取的斜屋面边线，在选项栏取消勾选“定义坡度”，再左键选择⑩轴上屋面框架梁外边线，设置坡度为1:1.8，即29.05°，边线及坡度设置情况如下所示。设置“属性”面板“底部标高”为“屋顶层”、“自标高的底部偏移”为“-3160”，完成该区域斜屋面的绘制，如下所示。c）绘制Ⓓ~Ⓖ轴间三角形斜屋面，继续采用“迹线屋顶”命令，按照和前述相似操作进行创建。d）依照同样的操作，依次完成其他屋面斜板的创建，可按照①→②→③→④→⑤→⑥→⑦顺序进行绘制，创建完成的大屋面如下所示。e）大屋顶老虎窗绘制以位于⑧轴上的老虎窗为例进行讲解。在立面视图分别创建标高15.765m和16.82m，方便老虎窗屋面板绘制。单击“参照平面”命令，选择“直线”方式进行参照平面绘制，分别绘制距离EQ\o\ac(○,)轴100mm、距⑧轴分别为200mm、820mm、1220mm共4个参照平面，辅助老虎窗定位，如下所示。单击“拉伸屋顶”工具，弹出“工作平面”窗口，指定新的工作平面为“拾取一个平面”，点击“确定”关闭窗口，拾取前面创建的距离EQ\o\ac(○,)轴100mm的参照平面，转到“立面：南”视图，关闭窗口，弹出“屋顶参照标高和偏移”窗口，“标高”选择为“15.765”，“偏移”设置为“0”，点击“确定”按钮，关闭窗口。点击“绘制”面板“直线”命令，从左向右采用直线方式依次连接老虎窗屋顶的起始点、顶点与终点，切换至三维状态，如下所示。连接大屋顶与老虎窗屋顶，鼠标左键选中绘制的老虎窗屋顶，点击“修改|屋顶”选项卡“几何图形”面板“连接/取消连接屋顶”命令，先选择老虎窗屋顶端点处要连接的一条边，再选择需要连接的大屋顶面，使老虎窗屋顶和大屋顶相连接，连接前后对比如下所示。绘制老虎窗墙体并进行附着。选择“墙：结构”命令，以“Q1-200”类型为基础，创建“老虎窗墙-120”类型，基于导入的“屋顶层平面图”，沿着CAD图纸老虎窗墙体中心线绘制。此时绘制的墙高需调整，选中绘制的墙体，选择“修改墙”面板“附着顶部/底部”工具，选中老虎窗屋顶进行墙体顶部的附着，再次使用“附着顶部/底部”工具，选中大屋面进行墙体底部的附着，附着完成如下所示。大屋顶老虎窗部位开洞。点击“建筑”选项卡“洞口”面板“老虎窗”命令，先选择要被老虎窗洞口剪切的大屋面，再选择老虎窗屋顶连接线、墙的侧边线以定义老虎窗边界，并使用“修剪/延伸为角”工具将其形成闭合区域，完成大屋顶老虎窗开洞，如下图所示。绘制老虎窗的窗户。关于窗的具体绘制细节见第4章建筑模型搭建章节。参考上述操作步骤进行幼儿园大屋顶其他屋顶的绘制，最终绘制完成的幼儿园屋顶如下所示。35分钟四、学生实操（1）学生实操结合本节课程内容，安排学生进行结构板和屋顶建模的课堂实操训练，在课堂教学过程中边教、边学、边做，实现教学做一体化。（2）学生展示选取学生代表进行郑科幼儿园屋顶模型的建立的实操演练与成果展示。（3）教师点评针对全体同学课堂实操情况与个别学生展示情况，进行教学点