建筑結構設計中的模型與自動轉化方法

董輝+盧松松+苑丹琳

摘要：建筑結構設計主要是通過設計軟件輔助的方式完成設計的整個流程，其主要的工作也涵蓋了很多方面的內容，當前建筑設計的方式方法越來越多，每一個軟件和系統間的模型都可以在系統的內部實現自動轉化，所以在這樣的情況下，我們也就需要對模型自動轉化的方式方法予以充分的研究，這是有十分積極的意義的。本文主要分析了建筑結構設計中的模型自動轉化方法，以供參考和借鑒。

關鍵詞：建筑結構設計；建筑信息模型；模型自動化轉換

一、前言

在建筑結構設計的過程中不同軟件和系統之間的轉化一直都是一個比較大的難題，因為如果無法解決這一問題就有可能會影響到結構模型的呈現，而模型的質量如果沒有辦法予以充分的保證，就會使得建筑結構設計的質量受到更大的影響，在這樣的情況下，我們一定要對其予以高度的重視，研究建筑結構設計中模型自動轉化的方式方法。

二、建筑結構設計的信息模型

最近幾年，建筑工程設計的時候，不相同的軟件系統之間，主要的模型數據的交換來講主要是依靠軟件系統來進行相互對標對接的，但是目前來看，有些商家的軟件之所以不能對接，主要還是各個數據不能實現模式共享，所以在之二楊的情況下也就使得不同的數據無法實現轉換功能，這也給設計工作的順利進行帶來了非常大的困擾，針對以上的情況，我們可以在實際的工作中一個非常重要的環節就是在施工當中要構件一個完全一致的工程信息模型，這樣就會給不同類型軟件之間的信息共享提供眾多的便利條件，建筑結構設計的信息模型是以三維數字技術為核心以其他技術為輔助而構成的，其中主要包括了物理模型、模型關聯和模型管理等多方面的所屬信息中包括很多，關聯細心只要有構件關系和模型關系信息，模型版本以及用戶權限等內容。

建筑結構設計的信息在應用的過程中具有非常明顯的完備性，同時還有較強的關聯性和一致性特點，在構件面向結構設計的數據源時可以對分布式和異構工程數據之間存在的共享問題予以詳細分析，同時還可以在這一過程中采取有效的措施解決這些問題。這也在一定程度上為模型之間的自動轉化提供了更好的條件。

三、建筑結構設計中模型的自動轉化

建筑結構設計對于建筑工程的設計人員而言是一個十分重要的環節，主要的設計內容也涉及到了眾多的方面。結構涉及和分析以及施工圖紙的設計都是這一過程中需要注意的，結構設計模型轉化的過程中必須要將設計模型當做是最重要的內容，而其主要的操作流程是：首先要按照IFC標準對模型的結構設計信息進行適當的調整和提取，在此基礎上要進行模型的構建，在這一過程中需要注意的一點就是其在實際的工作中并不包含非結構設計的信息，所以在這一過程中模型也不具有可逆性，這種轉化是單向的轉化。其次是基礎結構分析的模型，對接口的導出和數據的提取等，同時還要建立一個結構分析的模型，對接口也要進行適當的處理。再次就是要按照結構分析模型導入接口的形式將具體的結果統一的集中到結構設計構件模型當中，這樣也可以完成施工圖紙的設計工作。最后一點就是將結構設計的模型充分的轉化成工程算量模型但各種，同時對計算的具體結果予以分析和研究。

四、建筑設計模型與結構設計模型之間的相互轉化

近年來，在我國總體工程來講還在許多工程上都是沿用的二維設計的方式，從頂層設計來說，工程設計人員依然按照圖紙的要求進行設計，同時也進行了內力分析，按照相關的要求進行圖紙的繪制。這個過程中，主要是對圖元進行充分的識別，同時還要對建筑的軸網、墻、柱等結構進行定位，在某些程度上講，也有出現重復工作的可能性。目前，我們可以看到的IFC標準，其實質主要是在國際通用標準下，重點對建筑工程進行綜合性的數據分析以及模擬描述分析。同時，CF文件對建筑設計的整體模型要進行一定的描述，這樣一來也就為結構的自動生成創造了良好的條件。

ICF標準中，根據實體定義以及關聯關系對構件相應的邏輯模型進行了構建，并表示了基于ICF的EXPRESS-G的格式描述了墻體模型的定義.根據洞口關聯的實體以及洞口填充關聯的實體分別對墻體實體以及門實體、窗實體進行關聯。在結構設計的模型中，主要是依照實際墻體還有就是相關洞口的實體進行與之相聯系的描述。

除了墻體實體之外，柱實體、梁實體、板實體的以及實際墻體的自定以或者說內涵是沒有多大差別的，對此我們要充分理解并認識，特別是建筑與結構設計模式轉化的關鍵性因素就是IFC文件的全面綜合分析。它主要是根據IFCEngine，還有就是IFCsvr等IFC數據進行綜合解析，然后與IFC文件進行對接以及綜合解析。

五、關于結構設計的主要模式與綜合分析之間的處理關系

基于國家使用的結構有限元分析軟件多數均是公開數據模型的格式，因此我們在進行綜合分析的過程中，還要進行綜合性再細化、再分析。針對這種情況，我們最為重要的是將ETAB5軟件作為研究對象，重點對結構設計轉換為ETABS模型文件進行細化研究，并將ETABS軟件的設計結果根據Access數據庫的文件形成原結構的設計模型，重點是對構件的配筋信息以及對應的構件進行關聯，這樣便形成了完整的結構施工圖的設計模型，此設計模型便可用在結構施工圖的設計以及工程算量的統計與分析。

六、施工圖設計模型與工程算量模型間的相互轉化

施工圖設計之后的結構施工圖設計模型中涵蓋了工程算量模型的所有信息，是最為直接的數據源。本文中則選取了國內應用相對較為廣泛的廣聯達鑰筋抽樣軟件，使用XML映射模型的方式對結構施工圖的設計模型與工程算量模型間的相互轉化進行實現。

七、結束語

本文研究了建筑結構設計過程當中各個軟件系統間模型轉化等問題，提出了模型自動轉換的方法，對建筑結構設計信息模型以及建筑設計模型、結構設計與分析模型、工程算量模型間的自動轉化進行了實現。這也給我國的建筑結構設計提供了一個更好的平臺，提高了建筑設計的質量和水平。

參考文獻：

[1]關于組織《第四屆中國建筑學會優秀建筑結構設計獎評選活動》的通知[J].建筑結構學報，2005（2）.endprint