建筑结构设计中模型自动转化方法

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1、建筑结构设计中模型自动转化方法　　摘要：不同软件间的建筑模型转化一直是困扰建筑结构技术人员的重要问题。本文基于建筑结构设计模型的自动转换方法，实现了结构设计模型、建筑设计模型、工程算量模型与结构分析模型间的转化，并简单验证了转化方法的实用性与可行性。验证结果表明建筑信息模型技术能为建筑结构设计模型的转化提供有效的途径，在转化时，须结合软件现状，利用不同的数据接口方式进行转化，利用IFC等国际数据描述进行转化是建筑软件发展的重要趋势。关键词：建筑结构设计；模型自动转化；建筑信息模型中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：建筑结构的设计需要采用多个软件来辅助

2、进行计算分析、工程建模、图书档案管理和施工图绘制工作，因此，不同软件间的模型转化十分重要。然而，我国当前的建筑应用软件间的模型转化仍存在较大的滞后性，模型重建造成了大量的资源浪费和重复工作，也严重影响了设计质量，因此对不同应用软件间模型转化的研究有着重要的应用价值。本文面向建筑结构设计的整个过程探讨了建筑结构设计模型的自动转化方法，希望能对广大同行有所帮助。一、建筑结构信息模型的构建7当前，在建筑结构设计领域，软件间模型数据的交换大多是以数据接口的方式。然而，大部分软件厂商都不会公布自己的数据格式，这就导致各种设计软件协调性较差，存在“信息孤岛”。以上问题的

3、解决，有赖于建立一个统一、规范的工程信息模型，实现不同设计软件间的信息交换和共享。建筑信息模型，即基于这一概念而提出的模型技术。基于建筑结构设计的信息模型主要包括物理模型信息、模型属性信息、模型管理信息和模型关联信息等。其中，模型物理信息主要包括节点信息、构件信息、轴网信息、截面信息等；模型属性信息主要包括材料信息、荷载信息、内力信息等；模型管理信息主要包括模型版本信息、模型所有者信息等；模型关联信息主要包括模型关联关系和构件关联关系。建筑结构信息模型应保证信息的完整性、一致性和关联性，并可建立面向建筑结构的单一工程数据源，解决分布式和异构工程数据间的共享和

4、一致性问题，为建筑结构模型的自动转化提供有利条件。二、基于建筑结构信息模型的模型自动转化7建筑结构设计是建筑工程设计的关键环节，其设计内容主要包括结构设计、结构分析、施工图设计等，建筑结构设计模型的转化应以结构性设计模型为中心，其具体步骤为：（1）通过IFC标准提取建筑设计模型的结构设计信息，建立结构设计模型，结构设计模型不包含非结构设计信息，无法反向映射建筑设计模型，其转化过程是单向的；（2）从结构分析模型导出接口，从结构设计模型中提取结构分析模型，并进行结构设计与分析；（3）通过结构分析模型导入接口将结果集成至结构设计构件模型，进行施工图设计；（4）通过

5、XML模型接口将结构设计模型转化成工程算量模型，分析并统计工程算量。1.建筑设计模型转化为结构设计模型当前，我国的建筑工程设计大多还是在图纸上进行的，仅能靠图元识别的方式获取建筑轴网和部分结构构件的定位，存在大量重复工作。IFC标准是国际通用的建筑数据描述标准，国际主流的建筑设计软件都可将建筑设计模型导出为IFC文件。结构设计模型以几何模型为主，在从建筑设计模型到结构设计模型的转化过程中，对建筑设计模型结构构件的识别是关键工作。以IFC标准定义的模型，构件识别性高，构件间的关联关系也能保证其识别与转化。以一段墙体的转化为例，其从建筑设计模型转化为结构设计模型

6、的过程如下：从上图可见，该墙体的建筑设计模型包括结构层、保温层、装饰层，还包括门窗等，但该墙体的结构模型仅为单层结构的混凝土构件，门窗则转换为洞口。2.结构设计模型转化为结构分析模型7结构分析是结构转化的重要环节。国际通用的结构有限元分析软件多采取公开的数据模型，该过程的实现难度并不算大。但当前该模型的转化只能在不同有限元分析软件间进行转化。本次研究选择了ETABS软件，实现结构设计模型向ETABS模型的转化，并通过Access数据库将设计结果集成到原结构设计模型。其流程如下：（1）通过ETABS到处结构将结构构件信息写入模型文件；（2）导入模型文件，并补充

7、定义、施加荷载，分析并设计结构；（3）通过ETABS数据库接口将设计结果导入Access数据库；（4）通过ETABS结果导入接口关联构件配筋信息和对应结构构件，建立完整的施工图设计模型，用于施工图设计与工程算量分析。3.结构施工图设计模型转化为工程算量模型施工图设计模型应包括工程算量模型的所有信息。我国当前的三维图形算量软件大多不支持IFC国际数据交换标准，只能通过专用接口转换模型数据。本次研究选择当前应用较为广泛的GGJ2009广联达钢筋抽样软件，通过XML映射模型将结构施工图设计模型转化为工程算量模型。7XML语言可通过文档类型定义和模式定义来定义XML

8、模型模板。其中，模式定义具有文档语法一致性好、数据声