吳銳祥（中山市南粵建筑設計有限公司，廣東 中山 528400）

建筑結構設計中的模型自動轉化方法探討

吳銳祥
（中山市南粵建筑設計有限公司，廣東 中山 528400）

摘要：隨著計算機的高速發(fā)展，工程中的計算機軟件已經在建筑工程中得到廣泛應用，本文在分析計算機的在計算機應用現(xiàn)狀的基礎上，本文通過詳細探討結構設計信息模型的轉化方法，并結合本人的工作經驗提出了一些不同軟的轉化方法，為解決建筑結構設計軟件之間的相互轉化提供一個很好的參考。

關鍵詞：建筑結構；模型；自動轉化；設計

隨著的計算機技術的高速發(fā)展，計算機在各行各業(yè)中得到廣泛的應用，建筑工程設計也越來越離不開計算機軟件，但在工程中計算機軟件的種類多而復雜，不同的應用軟件功能又有很多相似的地方，造成工程建模的時候重復性工作較多以及資源的極大浪費。因此，深入研究建筑結構設計的模型自動轉化方法具有十分重要的意義，將不同軟件之間的模型進行相互轉化也是廣大工程設計和施工人員的迫切需求。

1　計算機在建筑工程中的應用

目前，結構設計中大多采用計算機軟件進行設計和計算，如CAD、PKPM、ANSYS等軟件在建筑工程中應用廣泛，采用軟件設計具有簡單、方便、計算精確等優(yōu)點，但計算機的應用并不很完善，理論水平不高的設計人員如果單純的依靠計算機造成圖紙設計不合理，對后期的錯誤修改也沒法很好的解決，設計缺乏創(chuàng)意，機械的使用計算機喪失了建設設計的真正意義。為了更好的應用計算機，結構設計師不能過分的依靠計算機，要將理論知識掌握扎實，不斷發(fā)散思維，才能創(chuàng)造出很多設計方案滿足工程和居民的要求。舉一個例子， ANSYS 有限元分析軟件在土木工程領域得到廣泛的應用，在大體積混凝土的溫度分析中主要應用到熱力分析的非線性分析，ANSYS進行溫度場模擬很關鍵的一個內容是對APDL語言和ANSYS內部函數(shù)宏的創(chuàng)建，然后就是要準備的建立計算模型和設置好邊界條件。很多工程使用ANSYS單純的依靠軟件進行設置變量，忽略了對軟件進行二次開發(fā)，導致新的工程材料的性能和工程情況沒法準確的在軟件中實現(xiàn)，結果偏差較大。

2　結構模型自動轉化方法

2.1模型的自動轉化

為解決模型的問題，構建統(tǒng)一的工程信息模型是一個有效的方法，建筑結構設計的信息包含了工程的物理模型、模型的邊界的條件、模型管理等很多方面的信息，物理模型包括了構件信息、截面信息、節(jié)點情況以及很多截面信息等，管理信息主要有不同構件的的關系以及模型與模型之間的關系等。建筑工程信息的管理性和一致性都比較好，相對而言可以更好的建立工程數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)不同構件之間信息的共享，實現(xiàn)模型的全局共享，對建筑結構設計的模型自動轉化的實現(xiàn)具有十分重要的意義。

圖1為建筑就該信息轉化的基本流程，建筑結構設計包括結構設計以及施工圖設計等，實現(xiàn)建筑結構模型的轉化基本流程是：首先要提前結構設計信息，構件建筑結構設計的一些基本模型；然后對已經分析好的模型通過接口導出，對結構模型提取、分析、計算；接著將分析好模型通過接口導入結構設計構件模型，實現(xiàn)施工圖設計；最后對設計好的結構模型進行工程量的計算，從經濟學角度控制工程造價。通過件PKPM和CAD之間的轉化解釋模型轉化的程序，當今結構設計中，軟件PKPM應用較為廣泛，其作為一個國產軟件，相對國際上的軟件易學而起比較好上手，但CAD和PKPM能夠實現(xiàn)轉換一直是工程師關系的問題，首先打開PKPM，選中AutoCAD平面圖向建筑模型轉化，導入的內容有軸網、梁、柱、剪力墻以及各種尺寸和標注，而要進行轉化的則有梁、柱、剪力墻以及軸網，進入建筑模型與荷載輸入，對各種模型進行修改。

2.2建筑設計模型轉化為結構設計模型

在建筑工程中二維圖形應用較多，設計人員主要進行結構圖和施工圖的設計，采用圖元識別方法獲取建筑軸網及定位墻、柱等，采用IFC文件導出，基于結構的設計模型和孔壁的實體的對結構墻體進行描述。材料相關和實體相關能夠建造墻體定義的多材料模型，基于識別材料實體實現(xiàn)本構模型的建立，除了實體墻如此建立之外，結構也可以用這種方法定義。

2.3結構設計模型轉化為結構分析模型

圖1　建筑模型之間轉化程序

結構設計完成之后就要進行結構分析，國際上常用的結構析軟件結構一般采用的都是公開數(shù)據(jù)的模型格式，這樣方法將國產簡化了很多，但這種轉化的前提是基于不同分析軟件之間，而不是實現(xiàn)設計模型到分析模型的轉化。為此，需要遍歷結構設計模型，利用軟件導出結構構件信息寫入模型文件；然后定義模型的約束條件以及荷載的情況；然后把設計結果導出到數(shù)據(jù)庫；最后將構件配筋信息及其結構構件建立相對比較完整結構施工圖的設計模型。

2.4建筑結構施工圖的設計模型轉化為工程算量模型

由施工圖設計形成結構施工圖設計模式，包括工程模型中的所有計算的信息量算工程量直接的數(shù)據(jù)源的模式，國內計數(shù)的當前應用的三維圖形軟件的數(shù)量尚未實現(xiàn)，現(xiàn)在的國際金融公司（IFC）等國際標準進行數(shù)據(jù)交換的支持，實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)轉換功能只能通過開發(fā)了一個專用接口。基于更廣泛的取樣的國內應用廣聯(lián)達鋼筋軟件，XML映射模型的結構模型的方式進入施工圖設計的工程計算該模型的量來實現(xiàn)的。元語言定義了XML語言提供的XML模式的機制，可以通過文檔類型定義有兩種方法來定義和模型模板用于XML模式定義?？梢砸蕴娲绞降奈臋n類型定義文件的方式相比，由于元語言的具有XML文檔法律的一致性、可擴展性、靈活的出來數(shù)據(jù)等優(yōu)點，所以利用現(xiàn)替代文檔類型方式定義XML文檔類型的模型模板。

3　結論與展望

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，設計和施工的難度都不斷的增大，結構分析、結構設計以及工程量的計算都會要求更高，實現(xiàn)結構設計模型自動轉化方法很有必要，為此要考慮到不同建筑軟件之間的兼容問題，本文通過詳細探討結構設計信息模型的轉化方法，并結合本人的工作經驗提出了一些不同軟的轉化方法，為解決建筑結構設計軟件之間的相互轉化提供一個很好的參考。

參考文獻

[1]侯艷斌．建筑結構設計方法簡述[J]．科技信息，2012（04）．

[2]劉衛(wèi)萍．建筑結構設計中模型自動轉化方法淺談[J]．中華民居，2013（10）．

中圖分類號：TU31

文獻標識碼：A