BIM技術在結(jié)構(gòu)設計軟件中的運用

第三屆工程建設計算機應用創(chuàng)新論壇論文集上海.2011PAGEBIM技術在結(jié)構(gòu)設計軟件中的應用黃吉鋒張漢義聶祺（中國建筑科學研究院北京100013）[摘要]勘察設計行業(yè)在建設領域中率先應用計算機技術，成為我國信息化建設起步早、發(fā)展快、效益高的行業(yè)。PKPM系列軟件是我國使用最廣泛的建筑軟件，它集結(jié)構(gòu)計算與施工圖繪制于一體，方便快捷，提高了工作效率，節(jié)省了成本。但在目前不同軟件的信息交換與共享主要是由人工完成的，解決信息交換與共享問題的出路在于標準。有了統(tǒng)一的標準，也就有了系統(tǒng)之間交流的共同語言，數(shù)據(jù)自然在不同系統(tǒng)之間流轉(zhuǎn)起來。正是為了這個目的，才有了IAI組織及其研究的IFC標準。本文根據(jù)PKPM工程部開發(fā)經(jīng)驗，主要介紹如何建立PKPM到IFC標準接口以及遇到的問題，供相關研究人員參考。[關鍵詞]IFC，PKPM，數(shù)據(jù)格式，交換1引言隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展進步，信息技術這個概念已經(jīng)滲透到了人們生活的每一個角落。建筑行業(yè)的信息化也成為了一個炙手可熱的話題。目前，國際建筑行業(yè)信息化已經(jīng)發(fā)展到了很高的水平，國內(nèi)在近幾年也發(fā)展非常迅速。建筑工程項目是一個復雜的、綜合的經(jīng)營活動，參與者涉及眾多專業(yè)，生命周期長達幾十年、上百年，所以建筑信息交換與共享是工程項目的主要活動內(nèi)容之一。目前的建筑軟件只是涉及建筑全生命周期某個階段的、某個專業(yè)的領域應用，例如設計階段的建筑CAD軟件。沒有哪個開發(fā)商能夠提供覆蓋建筑物全生命周期的應用軟件系統(tǒng)，也沒有哪個工程是只使用一家的軟件產(chǎn)品完成的。但在大多數(shù)的情況下，信息的交換與共享是由人工完成的。也就是說，人成為了不同系統(tǒng)之間的接口，手工實現(xiàn)(重新錄人)了信息交換，這樣做的效率和質(zhì)量大大降低了。BIM(BuildingInformmationModeling)“建筑信息模型”這個概念是由Autodesk公司于2002年開始推廣的概念，由于當時在我國的推廣力度不夠，實際上是到2004年，通過Autodesk的AutoCAD2005產(chǎn)品宣傳會，業(yè)界才逐漸開始認識它。隨著建筑業(yè)對BIM興趣的增加，互操作問題浮現(xiàn)出來。因為基于模型的不同軟件之間，要想集成在一起實現(xiàn)流暢并有效的工作流，互操作是一種途徑和方式。于是，互操作問題引起專家的關注。對于大多數(shù)建筑業(yè)者來說，互操作近似等同于IFC的工作。2基于IFC標準的PKPM軟件研究意義IFC(IndustryFoundationClasses)是由IAI(InternationalAllianceforInteroperability)針對建筑模型數(shù)據(jù)交換制定的國際標準。它是AEC(Architecture,,EngineeringandConstruction)的實體(如墻、窗戶等)類庫。IFC是建立在STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)的EXPRESS數(shù)據(jù)定義語言上，采用面向?qū)ο蟮姆椒?，用類來封裝。這樣就可以直接借鑒STEP項目中的大量成熟研究成果。因為IFC是開放的，基于IFC建立的信息模型允許AEC工程師們共享，一旦一個工程師建立了模型，對于那些使用有IFC數(shù)據(jù)接口的軟件系統(tǒng)的AEC公司、業(yè)主、管理單位就不需要重新建模，這就提高了工作效率，節(jié)省了成本。應用IFC標準不要求軟件內(nèi)部應用這套標準，而只要求在與其他系統(tǒng)交換信息時有一個IFC標準的接口。PKPM系列軟件(PMCAD,SpaSCAD,SATWE,PMSAP,TAT,JCCAD,STS,APM,DEC,GARLAND,ABD,STAT等)以中國建筑科學研究院工程部具有獨立自主版權(quán)的CFG圖形系統(tǒng)為基本開發(fā)平臺，有機結(jié)合了當今軟件開發(fā)的先進技術，以MFC作為用戶輸人、輸出界面開發(fā)工具，具有Windows系統(tǒng)下軟件的一致界面。該軟件在全國萬家以上設計單位使用，集結(jié)構(gòu)計算與施工繪圖于一體，是國內(nèi)建筑設計行業(yè)應用最廣泛的建筑工程軟件系統(tǒng)。為了把PKPM軟件系統(tǒng)推向國際市場，需要建立實現(xiàn)系統(tǒng)標準化協(xié)作應用平臺。本文主要介紹如何用國際建筑工業(yè)標準IFC建立這個協(xié)作應用平臺，從而把PKPM軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IF'C數(shù)據(jù)格式，與其他軟件系統(tǒng)共享信息。3PKPM歐洲版IFC接口介紹PKPM系統(tǒng)應用在國內(nèi)已經(jīng)非常普遍，國外市場(新加坡、香港、越南等)也已經(jīng)推廣。為了進一步推廣PKPM，首先開發(fā)歐洲版的IFC接口，然后根據(jù)用戶的反應，最終實現(xiàn)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版本峽3.惹1.救2貓墻結(jié)構(gòu)凈模型式初步推轉(zhuǎn)換待；實駁現(xiàn)對誕結(jié)構(gòu)宰系統(tǒng)醬的構(gòu)線件截涌面、證材料頑、幾須何、暫位置籃的交沫換挑3.乓2吹蹦轉(zhuǎn)換鑼相關欺約定課3.顆2.萄1欣君截面村轉(zhuǎn)換另由寄于評P會M紙模型畫中截快面類封型眾姿多，積目前脆限定扒可轉(zhuǎn)牢換截互面家為楚PM鎖CA乎D椒中的徑梁柱耕截匹面理1關－知6享，臨9搏－顏1韻1泛類型爛。譬鑼如，椒因為納有的房截鮮面您(白如鋼弟管混罰凝土踩截面寶、格值構(gòu)式歐組合證截面涂、實竿腹式陽組合邪截面滋等炕)湯，匠IF栽C店還沒眾有對報應的催語句炊來描般述，期對于夜任意歉封閉蘇多邊器型截呢面趣，逆IF蒜C士只能競描述順單連燕通截餅面，厭對于孟多連緩通截瀉面沒我有辦景法描甩述，脂譬帖如道PM跡CA很D吳的獵9憤類型迎截豪面帖(配角鋼禿組合三截付面竄)輕，目謎前退IF茶C唇無法饞描述鬼。寧IF飽C肺可以漂參數(shù)價描述籮的截但面如支圖碼1雜～察圖對1燙1財所示棉：耳圖共1葡騾If管cL愈Sh如ap由eP權(quán)ro絞fi總le側(cè)De娛f溪筒L牲型截凍面屠(扔即角摔鋼截籍面鬼)辜圖旅2蠶政If敢cU持Sh良ap短eP壤ro芽fi針le奉De愧f州父U匠型截娛面鴉(畢ST切S小中的規(guī)槽鋼黃類型賴32邀)夸圖疑3案撒If博cC完Sh質(zhì)ap哈eP來ro露fi駝le陷De柳f肚垮質(zhì)C月型截豐面佩(雕ST秘S政中的及薄型免槽鋼脖類型沖72塑)炊圖傷4招赴If拆cZ款Sh滑ap恒eP賀ro登fi紀le災De磚f壽練菠Z請型截導面性(搞ST記S洋中的今薄型君Z洋型鋼和73探之一罰)顆圖遞5桌側(cè)If筒cT粘Sh趴ap痛eP創(chuàng)ro鳳fi神le柜De勵f伯哨任慎苗T懼型截哪面上(宏ST機S妨中的葉對稱鈴T棒型鋼沾14賊)鮮圖葛6材訊If辜cC它ra兄ne很Ra材il迫FS消ha亭pe南Pr短of棟il暮eD改ef脹桐吊車根軌貍F革截面盾(有PM籌沒有薯對應令截面乏)篇圖房7襯拋If假cC診ra弟ne祥Ra佳il利AS悼ha優(yōu)pe寇Pr濤of脆il年eD燙ef插擠吊車葡軌昏A囑截面稈(蟻PM累沒有懸對應晴截面仆)健圖尚8駝跨If旦cC您ir錘cl術eP能ro話fi修le襖De禽f繡遣敞圓形辱截面瘡(欲PM滔截面聯(lián)3安類型繁)管圖咽9盟勤If毛cE戀ll裹ip輸se談Pr逗of鄭il壤eD醋ef允缸橢圓避截面?zhèn)z(逮PM住沒有河這個鏡類型固)女圖鬼10逐維If興cR新ec社ta渴ng禿le坦Pr鍬of誠il栽eD漿ef煉宣述矩形侮截面寒(芽PM缺截面吵1愚類型唯)撒圖崗11鄉(xiāng)塔If輕cT波ra假pe糠zi光um肚Pr同of之il測eD役ef駛至T思形截撿面慌(指PM確截面丸11鄭類型生)嚴因此洋，亭在灰IF裝C沃轉(zhuǎn)換希到套P犧M饒模型躍時，童有的療截面責無法指轉(zhuǎn)換艙到對椒應的份截面吸，本坐程序登遇到侮這種門情況皺，直扒接轉(zhuǎn)壯換成正一個嗎特定功名稱吧的矩岡形截充面，什然后階在轉(zhuǎn)惕換日五志探LO呈G惠上用悄文字鞠說明姑。用喬戶可震以在匙PM痰CA崖D童或其猾它結(jié)音構(gòu)軟桿件系佳統(tǒng)，糾直接自將該究截面辨換成絡一個纖合適欣的截租面。故3.凝2.析2精圾材料令轉(zhuǎn)換浸圖漏11節(jié)饞洽材料騎轉(zhuǎn)換難界面都在癥PM士CA漸D娃系統(tǒng)提中，肌雖然賠材料猴類別擾可以光允許密若干肝種，界但是臺我們饅經(jīng)常到使用蔥的是錘混凝星土和唐鋼。親在顯PM擾轉(zhuǎn)換釀成奏IF荷C書時，柏各種徒材料狹的輸做出如恭下：浴混凝踐土：詞IF損CM猾AT肢ER歪IA霉L(意'C燈on激cr暑et磨e枕40答')磚;摧爭里面掌的名影稱為胡混凝繡土的觀英文散和混退凝土亡標號瞞。論鋼：耐IF凡CM悼AT材ER恥IA趴L(帝'S賓te財el同2土')范;歪接里面撐的名渡稱為扶鋼的各英文錘和鋼稀級別腥號。疲乎偷在攔IF專C的轉(zhuǎn)換羞到承PM剩CA冤D奮結(jié)構(gòu)絕系統(tǒng)尋時，澤如果社IF枯CM寧AT里ER洗IA瓦L映中的桌名稱腫無法晌得到努材料賴信息濕的話債，那饅么在餓轉(zhuǎn)換譜過程悟中，雜將彈忽出一面?zhèn)€材親料輸夏入對獄話框娘，由筐用戶尖來設鞏置洪IF恐C艷中出質(zhì)現(xiàn)的外材料勞名稱清，賦閣予明PM刪CA式D滑中實則際的匯材料秘信息縱，即慌給出戚材料宅是混廈凝土說還是刺鋼，噸標號碧或者慢級別究是多剖少。毛在某辨些情研況亭，涉IF碗C拿沒有輔說明虧構(gòu)件截的材當料信耕息，元我們爐設定蟻構(gòu)件贈的材興料是匪混凝奶土，推標寫號絨2鹽5嘴。廟3.場2.套3船蘋構(gòu)件要幾何宰形狀績描述外梁、洽柱，聯(lián)支撐跳幾何蝦形狀命都使牲用拉黎伸體已的描爺述，榆不容金許進境行半右無限和空間犁進行蝶BO窮OL鑼操作糖。墻竄體幾棟何形薪狀的逃描述臘是拉角伸體紐，容缺許一陽次半勾無限把空間匠進行沾BO組OL庫操作永，不烘容許瘦多次安BO躺OL可操作極。暑幾何饅形狀幼的描麗述不水容許憶使用免BR木EP跡描述馳，即蓋不容腐許使鏡用表煤面模號型仙(備類似演Au丟to叨Ca濫d丑的吃3D方fa絞ce根)零來描橋述構(gòu)釀件形套狀。濫對于獲PM層模型鬧中的栽圓弧北構(gòu)件已――惹圓弧罵梁和鼓圓弧舞墻，規(guī)使用則直線委段離屈散的訴辦法雙，變困為逐固段直珍線段獵描述撐。醬3.龍2.腿4量褲荷載區(qū)當荷載荷轉(zhuǎn)換敏目前國沒有震完成身，擬攻放在端接口拌下個費版本策中實紐現(xiàn)。圓4顯棚結(jié)語頭IF脈C里自從鏟作怨為故IS斧O抖標準飄頒布倦以來覺，在圾國際仿上發(fā)全展很蘆快，渡許多血企業(yè)街研發(fā)綠了基搬于含IF饞C慣標準寫的現(xiàn)糾有建奔筑軟縣件的厚輸粗人石/子輸出石接口捏，取化得了踢可觀棚的經(jīng)槐濟效喂益。幕我國慰起步召比較北晚點，障20風0桃4搶年悟6夏月中揉國建儲筑科輪學研泳究院乘才成使立允IF評C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