模数是古建筑中为调节建筑物各部分间尺寸和比例关系而制定的一种尺寸单位。清式带斗拱的建筑木构件及权衡部位尺寸以斗口为基本模数。斗口，是坐斗在看面上安装昂翘的刻口。以这个刻口尺寸为基本单位，其余各构件的尺寸都是它的倍数。通常可依据步架先确定椽径和柱径，求出斗口，其他尺寸再依此推算。为控制建筑物的体量，清代官方将大式建筑用材从6寸（寸为营造寸，1寸=32mm）到1寸划分为十一个等级，级差为半寸，即6寸，5.5寸，5寸......1.5寸，1寸，被称为十一等材。常用斗口为六至八等（3.5～2.5寸），十等与十一等（1.5～1寸）小型斗口仅见于影壁、牌楼、琉璃门，一至四等未见于实物。

 

斗拱是中国古建筑特有的一种结构。在立柱和横梁交接处，从柱顶上加的一层层探出成弓形的承重结构叫拱，拱与拱之间垫的方形木块叫斗，合称斗拱。它是由几个基本构件组成，并遵循具体法则。清工部《工程做法则例》中指出斗口的尺寸是指斗拱（清式平身科）的坐斗中承托昂翘的卯口，卯口宽度一般就是栱材方料的宽度。清代以斗口尺度作为设计的基本模数，因此，斗口成为模数单位量。

 

基于BIM的斗拱的参数化主要是在BIM软件中将斗拱的各个构件以斗口为基本单位，用族的形式建立起来，然后在项目中使用这些斗拱的不同部分组合成一个完整斗拱。

 

（1）制作独立的族文件：五彩平身科斗拱是由坐斗、正心瓜栱、正心万栱、外拽瓜拱、外拽万拱、厢拱、翘、昂、正心枋、外拽枋、挑檐枋、挑檐桁、耍头、槽升子、十八斗以及三才升等组成，将每部分做成独立的族文件。

（2）对每部分进行参数化：将每部分按照尺寸间的逻辑关系，以斗口的尺寸为基准进行参数化，在使用BIM软件进行参数化的过程中，要注意对参照基准线的使用。也就是说在参数化过程中，参数是以基准线为参照的数据。

（3）引入项目中进行测试。

 

整个参数化过程中，最重要的是第二步，下面以坐斗和正心瓜栱的参数化过程为例，来说明斗拱制作过程中的主要方法，其他部分的参数化与此类似。

3.1正心瓜栱的参数化

正心瓜栱的参数化是指通过一般拉伸的方式进行参数化。

（1）通过样板文件建立一个名称为正心瓜栱的族文件。

（2）通过绘制或从CAD中导入的方式创建正心瓜栱的拉伸面。

（3）建立对应的族参数（除斗口以外都由公式计算），并在公式列输入相应的参数关系。如图1所示。

（4）通过对齐尺寸标注和锁定将已建立的族参数指定给绘制好的拉伸面。

3.2坐斗的参数化

本文中坐斗的制作方法是通过将构件分成三部分，将其分别参数化之后，使用坐斗的族文件中组合起来的方式进行参数化。

（1）通过样板文件建立一个名称为坐斗族的族文件。在族类型对话框中，建立对应的族参数（除斗口以外都由公式计算），并在公式列输入对应的参数关系。注意在族类型设置中，斗口的公式必须设置为空，测试用的数值可以在值中设置。

（2）利用拉伸和标注创建参数化坐斗上部，并将拉伸的终点与设置好的参数进行关联。

（3）使用融合命令和标注将坐斗的下半部参数化，并关联参数。

（4）通过空心形状对坐斗开口进行参数化。

3.3载入项目测试分别更改坐斗和正心瓜栱的斗口大小，直至族工作正常，参数化成功。

 

本文以斗拱的坐斗和正心瓜栱为例，研究基于BIM概念的传统木结构建筑构件族的创建方法，完成斗拱的BIM族建模。通过对BIM模型创建方法的探索，为古建筑修复重建和仿古建筑的模型设计提供依据。