三维信息模型在变电站构架设计软件中的应用

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1、第8卷第4期Vol.8No.42016年8月Aug.2016三维信息模型在变电站构架设计软件中的应用121212徐志刘小云芮继东刘建秋余学霜商文念(1.北京筑信达工程咨询有限公司,北京100043;2.山东电力工程咨询院有限公司,济南250013)【摘要】目前通用有限元计算软件比较成熟,但针对特定行业的高效实用软件还比较欠缺。本文介绍了三维信息模型在变电站构架设计软件的应用方法,阐述了利用SAP2000的API功能实现自主研发特种结构专业设计软件的整体思路。详细介绍了利用三维信息模型生成二维施工图的方法以及施工图的联动修改、材料表的统计、撤销重做操作的实现等关键技

2、术。本文对于进一步开拓SAP2000的应用范畴具有实际意义,为特种结构定制专业设计软件提供了良好的指导作用。【关键词】三维信息模型;变电站;构架设计;施工图;SAP2000;API【中图分类号】TU27;TU201．4;TU3【文献标识码】A【文章编号】1674-7461(2016)04-0109-05【DOI】10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.04.20富交互编辑功能简单修改即可达到施工图的深度1概述要求。软件操作整体流程如图1所示。变电站构架设计软件是由山东电力工程咨询院有限公司和北京筑信达工程咨询有限公司联合开发、专门针对变

3、电站构架设计的计算机辅助设计系统。软件分为快速建模、计算分析和施工图绘制三大功能模块,利用SAP2000提供的API技术将自图1软件总体流程图行研发的建模和施工图模块无缝集成,构建了变电站构架快速建模、计算分析、截面优化、详图设计等3软件数据结构功能的一体化应用平台。变电站构架设计软件的数据结构包括两大部2软件整体架构分,一部分是描述真实构架的三维信息模型数据变电站构架结构特殊,荷载计算繁琐,传统的(以下简称三维信息模型),另一部分是描述施工图有限元计算软件存在建模效率低,后处理功能不能图块的二维信息数据(以下简称施工图模型)。三满足行业需求等问题。软件针对这些问

4、题提供了维信息模型记录所有杆件、节点板、连接板、螺栓、可视化的快速建模工具和交互式编辑的施工图处钢筋以及其它组合构件(如法兰、支座等)的信息,理工具。在快速建模模块(以下简称前处理)中,用施工图模型记录了图块的位置、绘图比例、图层、颜户只需要简单的输入构架的几何尺寸、荷载参数即色以及与之关联的模型数据信息。可快速拼装成正确的计算模型,然后利用SAP2000软件通过建立构架三维信息模型,实现构架构的分析功能快速得到杆件的内力信息,并生成施工件信息的统一管理。施工图模型根据三维信息模图需要的三维信息模型。在施工图处理模块(以下型数据动态更新,有效的解决了施工图的联动修

5、简称后处理)中,实现了自动节点连接设计、施工图改、材料表的归并统计以及用户撤销重做功能等技自动生成等功能。用户只需要利用软件提供的丰术难题。【作者简介】徐志(1989-),男,研发工程师,主要研究方向:建筑结构计算机辅助设计软件研发。110软件数据流程如图2所示。体CIS_DrawEnt。CIS_DrawEnt中描述了图形实体类型、对应的零部件CIS_BaseEnt、所属图纸、所属图块、图层、线型、字体等绘图信息。施工图上所有图形单元类都是基于CIS_DrawEnt派生。3．3三维信息模型到施工图模型的转换三维信息模型中完整地记录了构架的设计信息,包括所有杆件及零

6、部件的空间位置、材料属性、受力状态等信息。在进行施工图绘制时需要从三维信息模型中提取相关信息,生成二维施工图模型。生成二维施工图模型的步骤一般如下:(1)规划设计图纸CIS_DrawPaper上需要绘制的所有图块CIS_DrawBolck;(2)确定每个图块的位置比例,图块在三维信息模型中的位置(投影面);(3)确定图块投影面二维坐标的两个单位向量→→Ox和Oy;图2软件数据流程图11(4)在三维信息模型中提取需要在图块中绘制3．1构架三维信息模型的建立的所有零部件CIS_BaseEnt;构架的信息模型是通过面向对象的C++编程(5)经过坐标转换等步骤创建CIS_

7、BaseEnt在语言建立的。软件定义了零部件基类CIS_BaseEnt,图块中的图形实体CIS_DrawEnt,并建立关联关系。基类描述了零部件的类型、位置、归并时优先等级、例如空间任一点在坐标系Oxyz中坐标为P(x,编号、以及对应的二维图形实体CIS_DrawEnt等信y,z),投影到指定投影面Ox1y1上的点为P1(x1,y1,→→息。构架中所有零部件类均由CIS_BaseEnt派生。0)在投影面上取正交单位向量Ox和Oy,则可得11→→3．2二维施工图模型的建立到P点在投影面上投影坐标为x=OP·Ox,y=111→→二维施工图模型是在三维构架信息模型的基O

8、P·Oy。