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结构设计系统BIM方法运用

 更新时间:  编辑:土木龙

 1引言

随着计算机技术和互联网技术的不断发展进步,信息技术这个概念已经渗透到了人们生活的每一个角落。建筑行业的信息化也成为了一个炙手可热的话题。目前,国际建筑行业信息化已经发展到了很高的水平,国内在近几年也发展非常迅速。建筑工程项目是一个复杂的、综合的经营活动,参与者涉及众多专业,生命周期长达几十年、上百年,所以建筑信息交换与共享是工程项目的主要活动内容之一。目前的建筑软件只是涉及建筑全生命周期某个阶段的、某个专业的领域应用,例如设计阶段的建筑CAD软件。没有哪个开发商能够提供覆盖建筑物全生命周期的应用软件系统,也没有哪个工程是只使用一家的软件产品完成的。但在大多数的情况下,信息的交换与共享是由人工完成的。也就是说,人成为了不同系统之间的接口,手工实现(重新录入)了信息交换,这样做的效率和质量大大降低了。BIM(BuildingInformmationModeling)“建筑信息模型”这个概念是由Autodesk公司于2002年开始推广的概念,由于当时在我国的推广力度不够,实际上是到2004年,通过Autodesk的Auto.CAD2005产品宣传会,业界才逐渐开始认识它。随着建筑业对BIM兴趣的增加,互操作问题浮现出来。因为基于模型的不同软件之间,要想集成在一起实现流畅并有效的工作流,互操作是一种途径和方式。于是,互操作问题引起专家的关注。对于大多数建筑业者来说,互操作近似等同于IFC的工作。

2基于IFC标准的PKPM软件研究意义

IFC(Indust~FoundationClasses)是由IAI(In.ternationalAllianceforInteroperability)针对建筑模型数据交换制定的国际标准。它是AEC(Architec—ture,,EngineeringandConstruction)的实体(如墙、窗户等)类库。IFC是建立在STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)的EXPRESS数据定义语言上,采用面向对象的方法,用类来封装。这样就可以直接借鉴STEP项目中的大量成熟研究成果。因为IFC是开放的,基于1FC建立的信息模型允许AEC工程师们共享,一旦一个工程师建立了模型,对于那些使用有IFC数据接口的软件系统的AEC公司、业主、管理单位就不需要重新建模,这就提高了工作效率,节省了成本。应用IFC标准不要求软件内部应用这套标准,而只要求在与其他系统交换信息时有一个IFC标准的接口。PKPM系列软件(PMCAD,SpaSCAD,SATWE,PMSAP,TAT,JCCAD,STS,APM,DEC,GAR—LAND,ABD,STAT等)以具有独立自主版权的CFG图形系统为基本开发平台,以MFC作为用户输人、输出界面开发工具,具有Windows系统下软件的一致界面。为了把PKPM软件系统推向国际市场,需要建立实现系统标准化协作应用平台。本文主要介绍如何用国际建筑工业标准IFC建立这个协作应用平台,从而把PKPM软件的数据转换成IFC数据格式,与其他软件系统共享信息。

3PKPM欧洲版IFC接口介绍

PKPM系统应用在国内已经非常普遍,国外市场(新加坡、香港、越南等)也已经推广。为了进一步推广PKPM,首先开发欧洲版的IFC接口,然后根据用户的反应,最终实现所有版本的接口。

3.1接口1.0版本功能

3.1.1采用的是IFC2X3版本,而目前最新的是IFC2X4版本

3.1.2结构模型初步转换;实现对结构系统的构件截面、材料、几何、位置的交换

3.2转换相关约定

3.2.1截面转换由于PM模型中截面类型众多,目前限定可转换截面为PMCAD中的梁柱截面1—6,9—11类型。譬如,因为有的截面(如钢管混凝土截面、格构式组合截面、实腹式组合截面等),IFC还没有对应的语句来描述,对于任意封闭多边型截面,IFC只能描述单连通截面,对于多连通截面没有办法描述,譬如PMCAD的9类型截面(角钢组合截面),目前IFC无法描述。IFC可以参数描述的截面如图1一图11所示:因此,在IFC转换到PM模型时,有的截面无法转换到对应的截面,本程序遇到这种情况,直接转换成一个特定名称的矩形截面,然后在转换日志LOG上用文字说明。用户可以在PMCAD或其它结构软件系统,直接将该截面换成一个合适的截面。

3.2.2材料转换在PMCAD系统中,虽然材料类别可以允许若干种,但是我们经常使用的是混凝土和钢。在PM转换成IFC时,各种材料的输出如下:混凝土:IFCMATERIAL(Concrete40,);里面的名称为混凝土的英文和混凝土标号。钢:IFCMATERIAL(Steel2,);里面的名称为钢的英文和钢级别号。在IFC转换到PMCAD结构系统时,如果IFC—MATERIAL中的名称无法得到材料信息的话,那么在转换过程中,将弹出一个材料输入对话框,由用户来设置IFC中出现的材料名称,赋予PMCAD中实际的材料信息,即给出材料是混凝土还是钢,标号或者级别是多少。在某些情况,IFC没有说明构件的材料信息,我们设定构件的材料是混凝土,标号25。

3.2.3构件几何形状描述梁、柱,支撑几何形状都使用拉伸体的描述,不容许进行半无限空间进行BOOL操作。墙体几何形状的描述是拉伸体,容许一次半无限空间进行BOOL操作,不容许多次BOOL操作。几何形状的描述不容许使用BREP描述,即不容许使用表面模型(类似AutoCad的3Dface)来描述构件形状。对于PM模型中的圆弧构件——圆弧梁和圆弧墙,使用直线段离散的办法,变为逐段直线段描述。

3.2.4荷载荷载转换目前没有完成,拟放在接口下个版本中实现。

4结语

IFC自从作为ISO标准颁布以来,在国际上发展很快,许多企业研发了基于IFC标准的现有建筑软件的输人/输出接口,取得了可观的经济效益。我国起步比较晚,2004年6月中国建筑科学研究院才成立IFC课题研究,目前研究的探索阶段已经完成,能够实现欧洲规范版本与IFC标准的接口,为接下来最终实现所有版本的接口打下坚实的基础。

 

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