建筑结构设计中的模型与自动转化方法

董辉+卢松松+苑丹琳

摘要：建筑结构设计主要是通过设计软件辅助的方式完成设计的整个流程，其主要的工作也涵盖了很多方面的内容，当前建筑设计的方式方法越来越多，每一个软件和系统间的模型都可以在系统的内部实现自动转化，所以在这样的情况下，我们也就需要对模型自动转化的方式方法予以充分的研究，这是有十分积极的意义的。本文主要分析了建筑结构设计中的模型自动转化方法，以供参考和借鉴。

关键词：建筑结构设计；建筑信息模型；模型自动化转换

一、前言

在建筑结构设计的过程中不同软件和系统之间的转化一直都是一个比较大的难题，因为如果无法解决这一问题就有可能会影响到结构模型的呈现，而模型的质量如果没有办法予以充分的保证，就会使得建筑结构设计的质量受到更大的影响，在这样的情况下，我们一定要对其予以高度的重视，研究建筑结构设计中模型自动转化的方式方法。

二、建筑结构设计的信息模型

最近几年，建筑工程设计的时候，不相同的软件系统之间，主要的模型数据的交换来讲主要是依靠软件系统来进行相互对标对接的，但是目前来看，有些商家的软件之所以不能对接，主要还是各个数据不能实现模式共享，所以在之二杨的情况下也就使得不同的数据无法实现转换功能，这也给设计工作的顺利进行带来了非常大的困扰，针对以上的情况，我们可以在实际的工作中一个非常重要的环节就是在施工当中要构件一个完全一致的工程信息模型，这样就会给不同类型软件之间的信息共享提供众多的便利条件，建筑结构设计的信息模型是以三维数字技术为核心以其他技术为辅助而构成的，其中主要包括了物理模型、模型关联和模型管理等多方面的所属信息中包括很多，关联细心只要有构件关系和模型关系信息，模型版本以及用户权限等内容。

建筑结构设计的信息在应用的过程中具有非常明显的完备性，同时还有较强的关联性和一致性特点，在构件面向结构设计的数据源时可以对分布式和异构工程数据之间存在的共享问题予以详细分析，同时还可以在这一过程中采取有效的措施解决这些问题。这也在一定程度上为模型之间的自动转化提供了更好的条件。

三、建筑结构设计中模型的自动转化

建筑结构设计对于建筑工程的设计人员而言是一个十分重要的环节，主要的设计内容也涉及到了众多的方面。结构涉及和分析以及施工图纸的设计都是这一过程中需要注意的，结构设计模型转化的过程中必须要将设计模型当做是最重要的内容，而其主要的操作流程是：首先要按照IFC标准对模型的结构设计信息进行适当的调整和提取，在此基础上要进行模型的构建，在这一过程中需要注意的一点就是其在实际的工作中并不包含非结构设计的信息，所以在这一过程中模型也不具有可逆性，这种转化是单向的转化。其次是基础结构分析的模型，对接口的导出和数据的提取等，同时还要建立一个结构分析的模型，对接口也要进行适当的处理。再次就是要按照结构分析模型导入接口的形式将具体的结果统一的集中到结构设计构件模型当中，这样也可以完成施工图纸的设计工作。最后一点就是将结构设计的模型充分的转化成工程算量模型但各种，同时对计算的具体结果予以分析和研究。

四、建筑设计模型与结构设计模型之间的相互转化

近年来，在我国总体工程来讲还在许多工程上都是沿用的二维设计的方式，从顶层设计来说，工程设计人员依然按照图纸的要求进行设计，同时也进行了内力分析，按照相关的要求进行图纸的绘制。这个过程中，主要是对图元进行充分的识别，同时还要对建筑的轴网、墙、柱等结构进行定位，在某些程度上讲，也有出现重复工作的可能性。目前，我们可以看到的IFC标准，其实质主要是在国际通用标准下，重点对建筑工程进行综合性的数据分析以及模拟描述分析。同时，CF文件对建筑设计的整体模型要进行一定的描述，這样一来也就为结构的自动生成创造了良好的条件。

ICF标准中，根据实体定义以及关联关系对构件相应的逻辑模型进行了构建，并表示了基于ICF的EXPRESS-G的格式描述了墙体模型的定义.根据洞口关联的实体以及洞口填充关联的实体分别对墙体实体以及门实体、窗实体进行关联。在结构设计的模型中，主要是依照实际墙体还有就是相关洞口的实体进行与之相联系的描述。

除了墙体实体之外，柱实体、梁实体、板实体的以及实际墙体的自定以或者说内涵是没有多大差别的，对此我们要充分理解并认识，特别是建筑与结构设计模式转化的关键性因素就是IFC文件的全面综合分析。它主要是根据IFCEngine，还有就是IFCsvr等IFC数据进行综合解析，然后与IFC文件进行对接以及综合解析。

五、关于结构设计的主要模式与综合分析之间的处理关系

基于国家使用的结构有限元分析软件多数均是公开数据模型的格式，因此我们在进行综合分析的过程中，还要进行综合性再细化、再分析。针对这种情况，我们最为重要的是将ETAB5软件作为研究对象，重点对结构设计转换为ETABS模型文件进行细化研究，并将ETABS软件的设计结果根据Access数据库的文件形成原结构的设计模型，重点是对构件的配筋信息以及对应的构件进行关联，这样便形成了完整的结构施工图的设计模型，此设计模型便可用在结构施工图的设计以及工程算量的统计与分析。

六、施工图设计模型与工程算量模型间的相互转化

施工图设计之后的结构施工图设计模型中涵盖了工程算量模型的所有信息，是最为直接的数据源。本文中则选取了国内应用相对较为广泛的广联达钥筋抽样软件，使用XML映射模型的方式对结构施工图的设计模型与工程算量模型间的相互转化进行实现。

七、结束语

本文研究了建筑结构设计过程当中各个软件系统间模型转化等问题，提出了模型自动转换的方法，对建筑结构设计信息模型以及建筑设计模型、结构设计与分析模型、工程算量模型间的自动转化进行了实现。这也给我国的建筑结构设计提供了一个更好的平台，提高了建筑设计的质量和水平。

参考文献：

[1]关于组织《第四届中国建筑学会优秀建筑结构设计奖评选活动》的通知[J].建筑结构学报，2005（2）.endprint