BIM技术在结构设计软件中的应用

1、第三届工程建设计算机应用创新论坛论文集 上海.2011PAGE 熬BIM巴技术在结构设计软阿件中的应用瓣黄吉哀锋鞍 拜张汉版义癌 坝聂祺坝（熬中国建筑科学研究昂院按 碍北京翱10001斑3澳）袄啊摘隘要挨隘勘察设计行业在建版设领域中率先应用摆计算机技术，成为俺我国信息化建设起办步早、发展快、效摆益高的行业半。挨PKP氨M拜系列软件是我国使半用最广泛的建筑软八件，它集结构计算败与施工图绘制于一搬体，方便快捷，提半高了工作效率，节按省了成本。但在目傲前不同软件的信息唉交换与共享主要是叭由人工完成的，解碍决信息交换与共享翱问题的出路在于标绊准。有了统一的标胺准，也就有了系统挨之间交流的共同语百言，数

2、据自然在不摆同系统之间流转起笆来。正是为了这个拔目的，才有凹了扮IA邦I昂组织及其研究唉的癌IF鞍C伴标准。本文根佰据柏PKP艾M扒工程部开发经验，般主要介绍如何建般立伴PKP扮M懊到埃IF胺C伴标准接口以及遇到哀的问题，供相关研俺究人员参考。澳办关键靶词袄昂IF拔C翱，笆PKP拌M拜，数据格式，交换1引言哎随着计算机技术和颁互联网技术的不断斑发展进步，信息技靶术这个概念已经渗扮透到了人们生活的跋每一个角落。建筑皑行业的信息化也成隘为了一个炙手可热把的话题。目前，国霸际建筑行业信息化白已经发展到了很高斑的水平，国内在近拌几年也发展非常迅安速。建筑工程项目办是一个复杂的、综版合的经营活动，参佰与

3、者涉及众多专业暗，生命周期长达几靶十年、上百年，所暗以建筑信息交换与碍共享是工程项目的疤主要活动内容之一氨。目前的建筑软件隘只是涉及建筑全生奥命周期某个阶段的奥、某个专业的领域敖应用，例如设计阶罢段的建爸筑叭CA邦D凹软件。没有哪个开斑发商能够提供覆盖傲建筑物全生命周期盎的应用软件系统，扒也没有哪个工程是斑只使用一家的软件班产品完成的。但在坝大多数的情况下，肮信息的交换与共享爸是由人工完成的。安也就是说，人成为袄了不同系统之间的八接口，手工实熬现袄(邦重新录叭人胺)唉了信息交换，这样背做的效率和质量大白大降低了。办BIM ( Bu肮ilding I版nformmat八ion Mode吧ling

4、版)白“癌建筑信息模拜型昂”叭这个概念是班由凹Autodes哀k昂公司捌于暗200疤2叭年开始推广的概念皑，由于当时在我国绊的推广力度不够，叭实际上是熬到袄200扳4八年，通稗过巴Autodes叭k拌的盎AutoCAD2爸005吧产品宣传会，业界癌才逐渐开始认识它八。随着建筑业伴对哎BI翱M百兴趣的增加，互操傲作问题浮现出来。唉因为基于模型的不颁同软件之间，要想昂集成在一起实现流鞍畅并有效的工作流背，互操作是一种途巴径和方式。于是，矮互操作问题引起专坝家的关注。对于大傲多数建筑业者来说扒，互操作近似等同百于癌IF爱C鞍的工作。碍2 阿基熬于唉IF伴C靶标准翱的澳PKPM隘软件研究柏意义蔼 IF

5、C ( I八ndustry 跋Foundati阿on Class捌es绊)碍是跋由扒IAI ( In奥ternatio稗nal Alli凹ance for暗 Interop哎erabilit挨y氨)班针对建筑模型数据斑交换制定的国际标半准。它败是坝AEC (Arc邦hitectur皑e, Engi拔neering 敖and Cons按truction吧)袄的实败体坝(扒如墙、窗户巴等般)肮类库邦。拌IF艾C罢是建立爱在傲STEP ( S颁tandard 扳for the 拌Exchange胺 of Prod版uct mode背l data捌)鞍的笆EXPRES芭S翱数据定义语言上，岸采用面向对

6、象的方背法，用类来封装。八这样就可以直接借瓣鉴皑STE奥P摆项目中的大量成熟爸研究成果。因霸为熬 IFC袄是开放的，基熬于柏IF霸C盎建立的信息模型允摆许按AE巴C爸工程师们共享，一爱旦一个工程师建立挨了模型，对于那些瓣使用岸有疤IF哎C笆数据接口的软件系案统埃的拌AE扮C袄公司、业主、管理矮单位就不需要重新啊建模，这就提高了隘工作效率，节省了鞍成本。应碍用阿IF安C澳标准不要求软件内搬部应用这套标准，般而只要求在与其他安系统交换信息时有昂一癌个敖IF绊C班标准的接口。艾 PKP哀M叭系列软哎件袄(PMCAD, 巴SpaSCAD,俺 SATWE, 扒PMSAP, T百AT, JCCA埃D, S

7、TS, 翱APM, DEC瓣, GARLAN叭D, ABD, 挨STAT笆等挨)啊以中国建筑科学研颁究院工程部具有独拔立自主版权背的凹CF稗G疤图形系统为基本开按发平台，有机结合碍了当今软件开发的艾先进技术，唉以斑MF叭C哎作为用户输人、输瓣出界面开发工具，板具半有版Window袄s捌系统下软件的一致癌界面。该软件在全隘国万家以上设计单瓣位使用，集结构计隘算与施工绘图于一案体，是国内建筑设坝计行业应用最广泛安的建筑工程软件系白统。为了矮把摆PKP败M斑软件系统推向国际奥市场，需要建立实柏现系统标准化协作耙应用平台。爱本文主要介绍如何哀用国际建筑工业标耙准肮IF胺C澳建立这个协作应用矮平台，从而

8、拌把拔PKP把M摆软件的数据转换霸成氨IF拔C氨数据格式，与其他白软件系统共享信息霸。澳3 扳PKPM袄欧洲版绊IFC哎接口介绍跋PKP按M阿系统应用在国内已半经非常普遍，国外澳市胺场扮(颁新加坡、香港、越澳南霸等扮)凹也已经推广。为了鞍进一步推柏广哎PKP隘M拜，首先开发欧洲版跋的般IF肮C斑接口，然后根据用阿户的反应，最终实疤现所有版本的接口办。八3.1俺接扒口耙1.爱0懊版本功能拜3.1.1唉 百采用的搬是阿IFC 2X拌3盎版奥本疤,罢而目前最新的败是氨IFC 2X盎4柏版本哀3.1.2安 佰结构模型初步转换懊；实现对结构系统佰的构件截面、材料邦、几何、位置的交哀换笆3.2翱 癌转换相

9、关约定懊3.2.1案 瓣截面转换哎由昂于办P阿M把模型中截面类型众蔼多，目前限定可转靶换截面傲为绊PMCA摆D疤中的梁柱截班面扳1澳靶6般，安9拜疤1吧1胺类型。譬如，因为伴有的截白面鞍(哎如癌钢管混凝土截面、敖格构式组合截面、扳实腹式组合截面白等办)跋，芭IF稗C叭还没有对应的语句哎来描述，对于任意扮封闭多边型截面鞍，凹IF般C爱只能描述单连通截昂面，对于多连通截蔼面没有办法描述，奥譬袄如疤PMCA懊D伴的9艾类型截艾面版(啊角钢组合截笆面鞍)八，目癌前氨IF艾C敖无法描述。凹IF熬C班可以参数描述的截坝面如昂图芭1瓣奥图唉1懊1埃所示：把图案1 熬IfcLShap蔼eProfile哀Def

10、坝 L扳型截面般(吧即角钢截面百)敖图暗2 挨IfcUShap吧eProfile俺Def俺 U胺型截面背(板STS伴中的槽钢类型邦32白)鞍图懊3 埃IfcCShap扳eProfile岸Def翱 C案型截面盎(扒STS唉中的薄型槽钢类型暗72板)办图拔4 碍IfcZShap芭eProfile敖Def澳 Z埃型截面拔(拌STS八中的薄型叭Z稗型钢拔73芭之一啊)阿图5 般IfcTShap败eProfile碍Def败 跋 T罢型截面敖(皑STS昂中的对称案T袄型钢哀14爱)傲图盎6 白IfcCrane碍RailFSha背peProfil败eDef芭 摆吊车轨八F颁截面摆(疤PM霸没有对应截面班)图

11、班7 罢IfcCrane皑RailASha癌peProfil败eDef奥 隘吊车轨氨A敖截面稗(昂PM耙没有对应截面伴)芭图傲8 摆IfcCircl澳eProfile伴Def百 罢圆形截面啊(跋PM哎截面斑3凹类型阿)邦图般9 矮IfcEllip爸seProfil按eDef阿 傲椭圆截面爱(肮PM罢没有这个类型坝)鞍图袄10 懊IfcRecta摆ngleProf佰ileDef隘 耙矩形截面澳(伴PM熬截面般1斑类型扒)半图懊11 稗IfcTrape巴ziumProf拜ileDef办 哎 T扮形截面百(鞍PM拜截面昂11癌类型皑)百因此，肮在哀IF蔼C暗转换鞍到佰P爸M八模型时，有的截面扳无法转

12、换到对应的捌截面，本程序遇到搬这种情况，直接转胺换成一个特定名称爱的矩形截面，然后搬在转换日志跋LOG搬上用文字说明。用吧户可以在拌PMCAD昂或其它结构软件系巴统，直接将该截面霸换成一个合适的截柏面。奥3.2.2捌 扒材料转换阿图八11 瓣 绊材料转换界面吧在翱PMCAD扮系统中，虽然材料疤类别可以允许若干袄种，但是我们经常隘使用的是混凝土和疤钢。在半PM吧转换成扒IFC把时，各种材料的输胺出如下：埃混凝土：岸IFCMATER笆IAL(Con哎crete 40按);袄 扒里面的名称为混凝艾土的英文和混凝土肮标号。唉钢：办IFCMATER袄IAL(Ste板el 2);肮 笆里面的名称为钢的熬英

13、文和钢级别号。癌 把在疤IFC罢转换到爱PMCAD哀结构系统时，如果伴IFCMATERIAL岸中的名称无法得到傲材料信息的话，那拌么在转换过程中，隘将弹出一个材料输哀入对话框，由用户啊来设置巴IFC啊中出现的材料名称拔，赋予佰PMCAD熬中实际的材料信息罢，即给出材料是混盎凝土还是钢，标号叭或者级别是多少。在某些情况扮，邦IF盎C白没有说明构件的材拌料信息，我们设定斑构件的材料是混凝挨土，标扮号巴2扒5颁。盎3.2.3哎 巴构件几何形状描述艾梁、柱，支撑几何摆形状都使用拉伸体百的描述，不容许进稗行半无限空间进行笆BOOL隘操作。墙体几何形岸状的描述是拉伸体唉，容许一次半无限班空间进行暗BOOL

14、笆操作，不容许多次捌BOOL吧操作。班几何形状的描述不斑容许使用扒BREP罢描述，即不容许使案用表面模型稗(唉类似袄AutoCad袄的胺3Dface)跋来描述构件形状。斑对于袄PM袄模型中的圆弧构件凹昂圆弧梁和圆弧墙，碍使用直线段离散的靶办法，变为逐段直线段描述。3.2.4 荷载癌 俺荷载转换目前没有挨完成，拟放在接口靶下个版本中实现。4 结语靶IF办C袄自从作拜为板IS皑O伴标准颁布以来，在爱国际上发展很快，敖许多企业研发了基癌于矮IF瓣C翱标准的现有建筑软矮件的输般人绊/伴输出接口，取得了氨可观的经济效益。暗我国起步比较晚佰，白200阿4爸年拜6斑月中国建筑科学研埃究院才成氨立碍IF熬C跋课题研究，目前研办究的探索阶段已经隘完成，能够实现欧案洲规范版本叭与扮IF摆C伴标准的接口，为接阿下来氨最终实现所有版本案的接口扒打下坚实的基础。参考文献办1跋 罢Step搬工业自动化系统与吧集成产品数据表达案与交换。败2 IFC扮2X ( Ind绊ustr癌y Founda啊tion Cla挨s