清华CAD需求分析报告

1、需求分析报告一、系统定位1、系统背景当前，建筑信息模型（Building In formation Model ing , BIM）理念，即在建筑行业中各部门各专业之间协同工作的概念已越来越为国内外研究学者与工程技术人员所关注。同样的,在建筑业建立完善的BIM软件体系已经迫在眉睫，BIM技术的核心是在建筑全生命过程中建筑信息 的共享与转换。本软件基于BIM理念和IFC标准，以实现建筑全生命周期过程中的协同工作为目标，为结构工程师提供先进的设计理念和设计方法。2、现有类似软件系统工作方式简介结构建模功能：基于构件进行建模，如今市场上应用最为广泛的是建研院开发的pkpm,另外还有一些其他的建模软件

2、尚未在我国得到广发运用，如 Revit等。PkPm建模软件需要用户手动 操作，不能利用已有的设计图纸或已建的结构，导致了重复工作，对于一些大型工程其工作量巨 大。Revit软件已经可以实现精细的建筑模型构筑，如楼板，梁柱的具体参数以及配筋，但无法进行 结构设计计算，配筋仍需要用户手动输入。结构分析方面：现在结构工程领域基本上使用有限元分析软件进行结构分析，如 SAP2000, Ansys等， 但大都缺乏有效地导入建筑模型的接口，与pkpm相同，需要用户重新建模，另外国外软件大都不支持中国规范，由于设计思路的不一致，导致二次开发的困难。3、系统定位3.1系统主要目标功能定位BIMpkcad系统是

3、基于BIM技术的钢筋混凝土设计软件，目标是在已有的BIM建筑模型软件的基础上，开发实现钢筋混凝土模型建立，结构分析，配筋出图等一系列功能。为结构设计院大 幅减少工作强度，实现建筑全生命过程中建筑信息的共享与转换以及各部门各专业之间的协同工作。 主要目标：1）利用已有BIM模型进行结构计算模型生成；2）禾U用已建结构进行计算机自动有限元计算，配筋，成图；3）采用标准数据库，储存梁柱板等信息，根据已建结构模型反馈建筑模型进行协同工 作；3.2用户群定位本软件的拟面向用户主要为建筑行业从业企业的建筑设计、结构设计人员，用于进行钢筋混凝土结构设计，需要用户具备以下能力：1）了解基本CAD操作2）了解钢

4、筋混凝土结构设计方法及规范在服务用户方面，本软件力求做到建模、计算流程清晰，输入输出界面简洁，使用户能够把更多的精力投入到思考设计方案而不是繁琐的绘图之中，为用户提供最大的便利。二、系统的意义及创新点1、系统的意义该系统为基于BIM技术的钢筋混凝土结构设计软件，重要意义在于利用已有的建筑模型进行结构计算，减 少结构工程师的重复劳动，实现建筑设计师与结构设计师的数据实时交换，达到协同工作的目的。2、系统相对于同类软件的创新点1） BIM建筑模型既是构建结构模型的基础，也是结构模型的外部参照，原有的梁柱板等构建信息会保留到相应的数据库中，结构工程师可以继续定义新的梁板柱，并添加到原模型中，但并不会

5、改变建筑模型，建筑模型由建筑设计师负责修改；2） 自动检测结构模型中与建筑模型中不符的位置，并高亮显示，提示结构工程师已超出建筑模型实体，并记录反馈给建筑设计师，要求其修改建筑模型，如无法达成一致，模型将自动锁定；3） 由结构计算模型反馈生成建筑计算模型，为建筑设计师提供参考，并计算用户实际使用面积；4）三维显示构件的配筋状况，随时读取任意截面的形状及配筋；5） 支持多种建筑模型文件格式，如：.rvt，.skp格式等，并自动生成建筑设计师未画完整的构件，如没有厚度的墙、楼板等；6）采用参数化设计方法，实时修改相关数据，显示结构模型。三、系统需求1、功能需求本软件系统所要实现的功能按照结构建模、

6、结构计算分析及结果输出三大部分组成，具体功能如下表：功能用户输入系统处理法系统输出导入标准用户通过单击菜单命令或者通根据用户打开的IFC文件建按照所生成的钢筋混IFC模型过输入命令，系统显示对话框，模，自动完善建筑模型并形凝土框架模型显示在文件打开相关的IFC文件，导入模型成完整的钢筋混凝土框架模 型，导入所有的梁柱板参数信 息，以备修改或调用屏幕视口之中，同时显 示轴网以及必要的尺寸 标注绘图基本用户通过单击菜单命令或者通根据用户输入的参数，设定根据设定的图幅和比设置过输入命令，系统显示对话框， 用户在对话框中指定相关参 数， 包括绘图比例，图幅大小，指定 图签以及图签插入图层等图幅和绘图比

7、例，在模型空 间之中的相应图层插入图 签例，将图签显示出来布置柱网用户通过单击已有的柱，修改柱 的有关截面、高度参数；用户通过柱定义，定义新的柱并 添加到结构中记录用户修改的柱，生成新的 柱截面并保存到构件数据库， 记录新柱的位置并保存显示生成的柱网模型绘制梁用户通过单击已有的梁，修改梁 的有关截面参数；用户通过梁定 义，定义新的梁并添加到结构中根据用户选择的截面形式 和尺寸及拖动的长度，生成 相应梁的模型显示生成的梁模型绘制板用户通过单击已有的板，修改 板 的有关截面参数；定义新的板可 以添加预制板；通过修改板边 界，修改板的面积根据用户的选择生成相应 的楼板或屋面板显示生成的板模型绘制墙体

8、用户通过单击已有的墙，修改墙 的有关截面参数；用户通过 墙正 义，正义新的墙并添加到结构中考虑层高根据用户的选择生成墙体的模型生成相应的墙体模型模型兼容 性检查用户通过单击菜单命令或者通 过输入命令，选择模型兼容性检根据模型的结构，自动判断 是否有不合理的模型部分，例反馈相应的信息，对 于错误的构件予以高查命令如梁绘制错误导致两端没有搭 接等情况亮显示，并给出自动 分析认为的错误原因建筑模型用户通过单击菜单命令或者通对结构模型和建筑模型进反馈相应的信息，对干涉检查过输入命令，选择建筑模型检查命令行干涉检查于结构模型超出建筑 模型的部分高亮显示，提示结构设计师块 模结构建模反馈协调用户通过单击菜

9、单命令或者通记录结构模型超出建筑模过输入命令，选择反馈协调命型的部分，通过数据库或e-mail通知建筑设计师已发送通知；反馈建筑设计师修改方案1.2结构计算分析功能用户输入系统处理法系统输出输入荷载用户选择结构构件，然后通值过单击菜单命令或者通过输入命令，系统显示对话框，用户在对话框中指定荷 载类型和大小等给相应的结构构件增加属性， 使之具有相应的荷载。同时通 过结构构件的截面尺寸和高度 等相关参数计算相应的结构自 重荷载值显示荷载的效果图自动生成荷载值用户选择楼体所属类型，通 过规范数据库自动加载活 何载程序自动将相应的荷载提取出 来，并方口在相应的板件上。同时 通过结构的截面尺寸和周度等相

10、 关参数计算相应的结构自重何载 值显示荷载的效果图水平荷载参数计算用户通过单击菜单命令或者通 过输入命令，系统显示对话 框，用户在其中输入工 程基本 信息，包括场地条件，风荷载 标准值，建筑物高度，抗震设 防烈度等根据用户输入的条件从数据库中 提取相应的数值，计算水平何载 的大小以及作用点显示水平何载示意图梁板内力及配筋计点选计算根据何载值计算梁板内力，计 算 相应的配筋值。如果计算得梁板梁板配筋形式示意图。算：截面不符合要求，则提示用户进结构计算分析行相应的改动，并提供自动修正 的策略和建议值。荷载组合点选计算根据翌向及水平荷载下算得的内各构件的配筋设计及梁柱截力进行内力组合，根据内力组合面

11、配筋设进行梁柱截面配筋设计，如果计计算得梁柱截面不符合要求，则提示用户进行相应的改动，并提供自动修正的策略和 建议值。结构内力选择要查看的构件读取相应构件的内力值及配筋显示当前构件在各种及配筋查值。工况下的结构内力以看及配筋情况。可以通过点选构件或通过截面选项查看结构优化约束条件，如用钢量最小或总 计算结构工程量，并根据所给的 结构模型及相应的配 筋设计费用最低等以及相应材料的单约束条件优化截面设计，采用一情况。价。定模数的枚举法以实现所要求的目的。节点设计用户选择节点，通过单击菜单 根据相关要求，选择可用的节点 结构相关节点的构造 详命令或者通过输入命令，系统的构造图。显示对话框，选择可供使

12、用的 标准图集。13结构建模及计算结果输出模块功能用户输入系统处理法系统输出施工图设用户通过单击菜单命令或者通根据相关计算结果分部分根据用户选择的构件过输入命令使用此功能绘制各结构的施工图，并保显示相应的施工图存成相关的文件结构建模及计算结果输出节点详图 设计用户通过单击菜单命令或者通 过输入命令使用此功能。进行全部节点设计，并分部保 存各节点详图用户可通过选择节点来查看构造详图结构分析 报告用户通过单击菜单命令或者通 过输入命令使用此功能根据计算分析结果和预置的模 板，输出word格式的结构分 析报告相应的word文件相关计算 文件用户通过单击菜单命令或者通 过输入命令使用此功能，显示 相关

13、对话框系统根据用户的选择，根据 给正的格式，生成数据库义 件、exce|文件或其他软件相应文件及输出提 示。（如sap2000）的数据分析2数据需求文件本系统采用标准数据格式与其他程序进行数据交换，同时使用了数据库系统以便于管理数据以及进一步的开发工作。3性能及运行环境需求3.1设备以软件开发者的设备为准，所需最低端硬件为个人微机，对其主机的要求见下：1）CPU双核处理器以上，主频在2.4GHz以上。2）内存：2GB以上。3）硬盘：10GB以上。3.2支持软件操作系统：Windows XP, Windows 7， Mac OS X。开发语言：Visual C+3.3 接口1、用户接口）命令接口通过系统中命令行的方式输入用户的命令，让系统执行相关操作。）图形接口采用图形化操作界面，利用菜单、对话框的形式进行人机交互，方便用户直观、便捷 地进行相关的操作。2、硬件接口1）鼠标接口