BIM在钢结构详图设计软件开发中的实践

第三届工程建设计算机应用创新论坛论文集上海.2011PAGEBIM在钢结构详图设计软件开发中的实践张晓龙夏绪勇马恩成建研科技股份有限公司[摘要]BIM以其先进的理念及在工程中成功应用受到越来越多的关注，钢结构详图深化设计软件STXT基于其思想进行开发，采用以三维模型数据为核心，参数化建模及读取PKPM结构设计模型来完成模型搭建，进行详图设计。真实的三维模型显示方便实时查看、模型检查，通过三维模型自动生成全套施工图纸及进行工程量统计，本文将围绕上述特点进行了详细阐述。[关键词]BIM深化设计钢结构详图STXT1前言随着计算机技术的不断发展，BIM以先进的理念和对整个建筑行业生产效率的极大提升受到广泛关注。与传统的2D绘制图纸相比，其最大的优势是建立了真实的三维信息模型，直接通过三维模型提取需要的各项信息，同时便于检查、交互修改，能自动实现模型对象关联管理，模型数据能最大程度的共享。目前国内深化设计基本都是停留在二维绘制状态，手工绘制强大非常大，而且由于钢结构形式多样，截面种类多，节点连接复杂，准确性也难以保证。如果能够借鉴BIM的理念，开发优秀的详图设计软件，协助详图设计人员完成钢结构后期的加工、制作详图设计，不但能提升效率，还可以减少详图设计中的各类问题。因此，在由中国建筑科学研究院PKPMCAD设计软件事业部开发完成了钢结构详图设计软件STXT，下面将围绕着软件的相关功能特点进行介绍。2STXT软件简介PKPM钢结构施工详图CAD/CAM软件STXT，是国内自主版权的专业钢结构施工详图设计软件，其框图如图1所示，是以三维模型数据为核心，包括主要构件（梁、柱、支撑等）和细部连接零件（螺栓、焊缝、连接板、加劲肋等），所有构件和连接零件采用了和真实结构相同的实体模型来表示，要绘制的施工图（构件施工详图、零件下料图、安装节点图、平面布置图、立面布置图、零件清单等）都可以由三维模型自动生成；可以产生用于数控机床加工的零件数据文件；可以导出详细的工程量统计表。STXT软件中，建立了内部连接类型库（目前已经达到381种）：针对性强，涵盖了国内钢结构框架结构、钢结构工业厂房结构的常用节点形式；紧扣国内规范要求；参数设置简单明了，且根据选择的连接部位与截面给出了合理的初始参数，对可能出现矛盾的参数之间进行合理性关联。对于不能自动建立节点类型，软件提供了自定义创建的方式，适合于目前连接库中没有的各种复杂节点形式。用户可以交互的添加连接板、螺栓、焊缝，对构件、零件进行切割等操作，交互的创建各种连接形式。图1钢结构详图设计软件框图钢结构详图设计软件STXT可以单独使用，也可以和PKPM结构设计软件配合使用，详图设计软件可以直接读取PMCAD或STS建立的三维模型；也可以读取SATWE、TAT、PMSAP三维分析软件的设计内力，自动完成全楼节点设计。图1钢结构详图设计软件框图3软件的核心问题牙3.应1筛参数化建模慢BI袍M最技术的核心就腔是三维信息模忽型的建立，它到是图形显示、偷交互以及后期哲施工图、工程侧量统计的基础拔，建立一个完平整、精细的三旺维模型至关重暑要。图3楼梯等次结构图2钢框架三维模型moxingmoxing模型芦STX真T张软件在三维模控型的输入方面同分为三个层次泛图3楼梯等次结构图2钢框架三维模型moxingmoxing模型悟1草）结构建模：罢提供了多种快桥速建模方式，罩能快速完成主点结构建模，同训时还提供专业肺的围护结构建兰模模块，坑图槐2矿为一个框架模球型图。参数化抓的构件及截面趣描述，方便交杜互编辑，既能鞠完成主结构模弄型，同时也能悉补充完成次要铅结构的输入，铁如楼梯、围栏娘、吊车梁等，肤如孩图租3槽。同时还提供朵导夕入轿DX资F指网格数据、用跑户插件等多种肚辅助的建摸途别径，能完成各灰类结构的模型获建立能；恢2扭）节点连接的熔创建：在节点貌连接的精细模损型处理上，愿软件提供了丰高富的拾内部节点库（旷目前已经达侨到挨38帅1恨种）秩，通过交互选姨择关联构件及边连接的类型，闭采用对话框参歇数化录入的方投式直接建立，杰节点库涵盖了扬国内钢结构框竭架结构、钢结鲜构工业厂房结疫构的常用节点链形式闪；图4模型管理图晚3株）自定义方式蛾创建：软件总炸结了各种连接率组成对象的类傅型，除了各类任型钢、常见零丧件板、螺栓、须焊缝、弯折圆腿管等实体对象匹进行了参数化隔描述外，还包拜括了切割面、谁切割零件、各情类标注、剖面任等信息的详细链描述及记录，嚷可以方便的对铁模型进行交互写修改，对建立风一个真实、完亩整、准确和精约细的模型提供黑了保证。交互剑建立的模型对也象可以定制为旗组件、连接，撤可以重复使用犬，还可以导入本、导出在不同匙的工程中重复谨使用，提高效远率。图4模型管理图黑3.亮2经以三维信息模榨型为核心的基府本功能1模型显示安在模型显示上流分为模型空间捏、图纸空间臭两种僚模式。模型空膨间显示真实的疗三维几何式模型厦，提供勒了素多种显示方式筐，通过暗对象罗分类月显示控制贺、兴I趋D揭区间过滤蜡及选择集等方犬式构来控制迅显示犯规模版。图纸空间提迎供在建模过程少中及时查看各致类节点、构件候、零件图纸，会便于查看建模舌中的问题。2碰撞检查赴在钢结搬构详图设计软吃件中，构件及觉零件加工详图迷都是由三维模惯型直接产生，轮直接用于指导认加工生产。建规立的模型及连皇接节点是否合舍理，零件之间牵是否相互碰撞励或螺栓安装是啦否留有足够的绘空间，都需要姨在节点连接创顷建时综合考虑回，避免在安装夜加工时安装难尼度大或不合理绪碰撞情况。钢堡结构详图设计雁软脾件早STX油T疮中提供了模型逮碰撞检测及螺筑栓安装空间合韵理检验。可以仓在三维模型中晋非常直观的进小行模型检查，亏避免建模和节咽点中存在的不旨合理问题。3生成图纸确STX叔T翻软件中图纸均佩为真实的三维辣模型直接变换难消隐得到，和罢模型完全一致锤，建模时只要提保证三维模型沾准确即可。建敢模完成后挨，说STX妇T室软件根据真实斑的三维模型进欺行全楼构件、秩零件的归并与脊编号，自动生鸡成全套详图图肃纸，包括布置芽图、构件图、傅节点图、零件抓下料图，还提厚供苹了艘1扁：伏1灾放样式的陡DX竹F胜零件数据文件铃输出，可以应续用于数控机床提。怖4赵寸工程讽量旁统计把软件可以根据生三维信息模型废及计算统计规沈则进行工程量察统计，对全楼况的构件中的用送钢进行了详细铲的统计，输出喷内容包括零件挨截面尺寸、零稼件长度、钢号泊以及数量等信投息。下同时还给出全被楼零、构件、呈螺栓、用钢量狱统计表，分类杏构件零件明细穴统计表等叛，统计的报表测数据可以导富入摆Exce爷l诚表格方便用户嗽进行后续的工旦程造价工作。葱3.持3残图纸管理图5编号设置图5编号设置猫详图设计往往戒工期紧张、周笋期长，一个比掉较大的工程，径高层的部分还再处于设计，底糟层的已经开始患加工、安装和萄施工了，在施血工过程中，模供型发生变更的散事情时常发生吴，但是一部分歇图纸已经调图榨结束进入加工鸽阶段，如何在欣后期变更模型棵时，尽可能的俯标识图纸的改教动量，同时还罗保证准确性，朵是详图设计中饿一个核心问题发。图6图纸管理图6图纸管理赵STX承T俗程序能自动对句全楼构件、零孔件进行归并编柜号，可以修改丽构件编号前缀往或起始编号晚，如扩图捕5侵所示闲。当模型或连慨接发生变化时罪，可以只对变鼓化部分进行编桐号，未变化部般分，编号可以鸭保持不变。自抽动管理全楼构陈件、零件图。本当连接变更、嗓模型变更时，幼对于已出图纸坡，未变化部分叨可以选择保留扒，只更新变化笔部分图纸和增越加新的图纸搂，如朴图澡6幅所示傻。效3.矮4畏协同作业型BI羡M脂不仅仅是在某故个设计阶段的倘应用，而是贯苏穿整个生命周太期内的各个阶减段，实现高度往数据共享。目股前国内一些比正较大钢构公司丈往往拥有结构治设计与详图设尿计两个部门，罢同时一些设计腿公司也开始把苦业务扩展到详绵图设计领域。鸟如果能够在详逮图设计阶段直洪接采用结构设谅计模型，既可法以节省重复建健模的工作，也汽可以避免二次针建模有可能带革来的错误，同伟时还能更好的锈就建模及细部改处理中存在的嘱各类问题与设圆计方进行交流流。图7读取PKPM结构模型及分析内力蝴目前国内设计旧主要还是采忠用锤PKP李M盒的设计软件来鼻进行辅助设计稀，钢结构详图怪设计软懒件全STX册T足提供虹与蓄PKP宿M碎设计软件的无考缝接口，能载棕入赶PKP杜M壶结构模型与设翻计内力。设计温建模采席用孝PMCA机D灭或蜘者起ST恼S涛，设计采用三花维分析软桐件睡SATW眉E用、望TA嚼T陈或销者捞PMSA嘴P叼完成时，详图愧设计软件可以责直接读取其三六维模型，并且芒可以读取三维比分析软件的设挨计内力，自动塑完成全楼节点磨设计，并提供薯详细的计算书箱。图7读取PKPM结构模型及分析内力4结论拐综上所述，可康以得出以下结携论：跳1疫、钢结构详图束设计软板件底STX他T丈，以三维模型堵数据为核心，渡能完成模型搭魔建、节点录入蝶、加工详图生润成、工程量统拌计等基本功能垮；吸2奶、提供了模型乔碰撞检测及螺怠栓安装空间合咳理检验。可以权在三维模型中松非常直观的进变行模型检查，萄避免建模和节卖点中存在的不睬合理问题；泽3虽、详图设计由誉于工期紧张、犯周期长，往往宣存在设计后期堆模型变更的可耐能，软件提供滋的编号及图纸质管理，能自动候对变化模型单蔑独编号，标示映变化的图纸，谜解决了详图设霜计中的一个核法心问题；葬4庆、软件能无缝洁衔算接瑞PKP烈M毯设计模型、分窃析模型以爷及锯ST惰S圆的节点设计结迹果模型，使结艳构设计与详图肿设计能协同作子业，避免了二亿次建模可能的固错误，提高了级效率，缩短了萄工程周期，节映约了成本，为飞设计方和施工腰方的合作提供仰了一种新的可衫能。喝张晓龙翁，男杆，蒙19计81炸年柏1液0爹月生，她工程师相，地址：北京疾市北三环东成路调3拖0铜号建研院主楼稳12慕10裂园邮政编苹码讽10001斗