模型自动转化建筑结构论文

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。下面小编整理了一些《模型自动转化建筑结构论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

模型自动转化建筑结构论文 篇1：

分析建筑结构设计中的模型自动转化方法

【摘要】如今在建筑结构设计中我们可以通过使用多种辅助软件完成设计工作，应用软件进行建筑结构设计过主要步骤为：建模、分析计算、绘制施工图以及对档案的管理。随着科技的发展，现阶段各种不同软件设计出的模型可以进行自动转化，加大软件在建筑结构设计中的使用价值。

【关键词】建筑结构设计；模型自动转化；建筑信息模型

如何完成不同软件与系统建模之间的相互转化一直都是从事建筑行业工作者面临的难题。本文通过对建筑结构设计的了解，对建模软件进行分析，结合实际，对建筑结构设计中的模型自动转化方法进行分析，希望可以对相关工作者有所帮助。

一、构建信息模型

目前，随着机计算机技术的发展，不同应用软件之间模型的数据已经可以实现交换，这种交换通过数据接口实现。但是由于涉及到商业机密，所以每个软件商家都不愿意将自己的模型数据及数据模型进行公开，这样就会导致各种软件之间信息无法进行沟通，解决这一问题的最有效方法就是构建同一标准的信息模型。建筑结构设计信息模型是一种以三维数字技术为基础，集合了建筑工程各项目有关信息的工程数据模型。

建筑结构信息模型包括：模型属性、结构物理模型、模型管理、模型关联等信息。其中模型属性信息包括：材料信息、设计信息、内力信息等。结构物理模型包括：节点信息、轴网信息、界面信息等。模型管理信息包括：模型版本信息、模型拥有者信息等。模型管理信息包括：模型关联关系、构件关联关系等。

建筑结构信息模型信息具有关联性、完备性等，能够面向建筑结构设计建立单一的数据源。这样就可以解决全局共享、数据一致性的问题，使模型的自动转化成了可能。

二、自动转化信息模型

建筑工程设计主要由建筑结构设计组成。设计内容主要由结构分析、结构设计、施工图纸设计三个部分组成。结构设计模型的转划的流程如图1：

图1转化流程图

转化的主要步骤为：首先依据IFC标准对结构设计信息进行提取，根据提取信息建立构件信息模型，由于在转化过程中只能由建筑设计模型转化成结构设计模型，因此改转划不具有双向性。然后在结构分析模型上做一个接口，自动将结构信息模型从结构设计信息中提出来，对其进行分析并设计。在通过接口将设计结构构件到构件模型上，完成施工图纸设计，最后利用XML接口将机构图纸转化成工程算量，再对工程算量进行分析、统计。

建筑设计模型于结构设计模型的转化

目前，我国在建筑工程设计主要还是运用二维图纸。结构人员在结构布局、内力分析、绘制图纸的过程中只能靠使用图元识别法获取墙、柱、建筑轴网等构件的方位，这样就会在建模过程中进行大量的重复工作。

IFC标准在建筑产品中是使用全世界通用的国际通用建模标准，该标准的内容涵盖建筑物的生命期，尤其对建筑几何模型信息的进行了详细的描述，现在一些国际主流设计软件都可以将各自的建筑设计模型的IFC文件进行导出。对于IFC的建筑设计模型描述为自动生成结构设计模型奠定了基础。

由建筑设计模型于结构设计模型的转化过程中主要以几何模型为主，在整个转化过程中对于构件的识别是关键。IFC标准定义下模型的构件具有可识别高、构件之间具有关联性，确保了结构构件可识别与转化的实现。

从可识别的构件来看，建筑设计模型主要包括柱、墙、梁等构件。图2为结构强与设计模型之间的映射关系在建筑设计模型里墙体主要包括：机构层、结构层两侧的装饰层和保温层、窗、门等。同时该墙体的结构模型仅仅包含了单一结构层的混凝土构件，建筑墙体的窗、门、构件在转化过程中则转换成墙体的洞口。

圖2结构强与设计模型之间的映射关系

结构设计模型同结构分析模型之间的转化

结构设计的重点就是结构分析，我们可以通过相应的接口使想结构分析模型数据的自动生成与结果的自动回传。目前随着经济的发展，全世界的结构分析软件的数据模式都采取公开形式，现在想要实现这一过程并不是问题。目前实现数据模型的转换都要在不同限元件分析软件中进行几何模型转化。

本文在软件的选取上，选用了比较常用的ETABS软件做为研究对象，完成结构设计模型转化成ETABS模型。以及使用Access数据库文件对ETABS软件的设计结果集成到原结构设计模型，转化流程如图3。

首先，遍历所生成的结构设计模型，设计者通过开发ETABS接口，把所用的结构构件信息录入到ETABS模型文件中；再将ETABS模型文件导入到ETABS软件之中，对模型的定义进行补充、施加荷载以及约束。在对结构进行分析和设计时，我们需要通过ETABS的数据结构，把设计好的结果导入Access数据库之中；最后，利用ETABS结果进行导入，然后将结构构件同构件配筋相关信息进行关联，构成结构施工图设计模型，利用结构施工图模型对结构施工图进行工程算量分析和施工图设计。

图3转化流程图

结构施工图纸设计模型同工程算量模型之间的转换

通过施工图纸设计之后西形成的结构施工图世界模型中主要包含了工程算量模型中的所有信息，它使使功臣算量模型的数据的来源。目前在我国很少有三维图形算量设计软件支持IFC国际数据转换标准。在开软件的开发中，智能通过专用的结构完成模型数据之间的装换。目前在我国应用比较广泛的三维图形算量设计软件有广联达钢筋抽样软件GGJ2009，该软件在设计中使用了XML映射模型，实现了结构施工图纸设计模型同工程算量模型之间的转换。

结束语：

各种设计软件的出现，使得建筑结构设计工作变的不在那么难，但是随着设计软件多样性，如何完成模型之间的自动转化成了一个难题。对于这一问题解决不但需要建筑行业人员的努力同时也需要软件开发人员的努力。

参考文献：

[1]雍博宇.建筑结构中概念设计方法分析[J].城市化建设理论研究，2012（09）：1-3.

[2]候艳斌.建筑结构设计方法简述[J].科技信息，2012（04）：5-7.

[3]郑克勤.关于高层建筑结构设计探讨[J].中华民居，2011（03）：17-18.

[4]邓雪原，张之勇，刘西拉.基于IFC标准的建筑结构模型的自动生[J].成土木工程学报，2011（04）：4-5.

作者：邢晓军

模型自动转化建筑结构论文 篇2：

建筑结构设计中的模型与自动转化方法

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）.

作者：董辉 卢松松 苑丹琳

模型自动转化建筑结构论文 篇3：

分析BIM在建筑结构设计中的运用

摘要：建筑结构设计直接关系着建筑的质量，因而，对于建筑结构设计的研究一直都是建筑领域的一个重要研究部分。将BIM应用在建筑结构设计中已经成为了近年来建筑领域研究的一个热点问题。本文主要阐述了BIM的概念以及模型所包含的设计项目，分析了BIM模型的层次应用，并对结构设计中BIM应用的难点进行了一定的探索，旨在为提高BIM在建筑结构设计中运用的水平而提出一些有价值的参考意见。

关键词：BIM；设计项目；应用；信息；数据

BIM本身就是一项比较复杂的技术，将其运用在建筑结构设计中更加增添了研究的难度。但是，这一应用研究将会使得建筑领域的发展上升到一个新的台阶。所以，对于BIM在建筑结构设计中运用的研究具有十分重要的意义。我国建筑领域虽然对BIM应用在建筑结构设计方面有了一定的研究，并且其研究应用在实际的设计中也取得了很好的成效。然而，随着建筑领域的不断发展，现有的对BIM应用的研究已经越来越不能满足发展的需求。因此，在今后的建筑领域的发展中，要加钱对BIM在建筑结构设计应用中的重视和研究，从而提高我国建筑结构设计的水平。

一、BIM的概念以及模型所包含的设计项目

1、BIM的概念

建筑信息模型是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通過数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。

2、BIM模型所包含的设计项目

（1）构件方面

建筑构件模型中所包含的内容十分丰富，其中包括构件材料、几何尺寸、荷载等信息，这些信息在设计过程中可以直接进行查询和显示。在进行节点设计时能够直接判断出构件的作用，并且定义梁、板、墙、柱等多种信息。对连接构件做出最为准确的判断，同时能够匹配节点，使模型的信息转换为设计参数。以混凝土构件为例，其混凝土用量及钢筋用量都能准确的体现在模型信息中。

（2）整体层次关系

模型所形成的信息是由模型信息直接进行提供的，在虚拟的状态下，能够对结构提供最为完整的调整，并且提供结构最为简单的施工方案，优化在施工中相互之间的协调性和矛盾性的关系，使软件能够提供最为良好的信息查询和结构查询，同时成为结构整体分析的主要计算数据。

二、BIM模型的层次应用

1、BIM模型的集成化应用

BIM模型采用合理的参数化对三维结构进行信息单元的描述，并且能以建筑中的梁、墙、柱等作为主要模拟结构，在这个模拟过程中，建筑的真实性信息和内涵通常以一个集合形状进行描述。同时这一过程还包括大量的物理信息和分析类信息，简单易懂的使建筑构件的多个角度都能反应出来，避免传统的平面设计带来的理解失误的问题。

2、参数形成和编辑

BIM技术的核心就是利用数据库模型体现出各个设计参数，这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致，参数在形成模型化后，会根据不同的构件特征形成相互的规则性，使模型设计能够和实际施工相互联系。例如在钢结构节点设计的过程中，BIM系统可以将每个空间的节点零件和空间位置真实的反应出来，使施工过程中的用料信息能够更好的完成观察。

3、信息共享和交换

在结构设计完成后，BIM模型能够直接读取结构设计中的信息，并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态，使结构状态得到高度的统一，建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础，BIM在读取数据的过程中，使数据文件转换为自身的结构形式，最终实现设计流程中的资源共享，以此提高资源的协调应用能力。BIM在集成过程中形成了建筑的全生命周期，并且在结构的建造过程中通过信息化和数字化形式加强了资源互换，这种形式和传统的文件、图纸对比大大提高了资源共享。

三、结构设计中BIM应用的难点

由上述可知，BIM是一种比较复杂的技术，但是BIM中的多个层次的应用都对建筑结构的设计有着十分重要的作用。所以，建筑结构设计领域的专业人士必须要重视BIM。然而，在实际的运用过程中，结构设计中BIM应用存在着多方面的难点，不利于该应用的深入发展。笔者在此对BIM在建筑结构设计中应用的难点进行了一定的研究，希望能够为该方面的发展而做出一些贡献。

（1）基于BIM技术的3D工具软件（如：Revit）釆用了众多的系统参数和模块参变量，与2D创建视图技术有很大的不同，BIM工具软件还要兼顾与2D设计习惯的连贯性，所以系统参数和模块参变量比2D工具软件中的参数要复杂很多倍，这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。

（2）在结构设计的过程中，很多结构的建筑形式十分特殊，这就需要特殊的结构模块对其进行控制，但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果，很多设计者会因此放弃BIM技术，而使用原始的2D绘图设计方案

（3）结构工程师在建立BIM模型时，注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档，以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中，安全性分析计算是首要环节和重要问题。

四、BIM在结构设计中的处理办法

1、建立完整的项目样板

项目样板是整个设计的基础，项目样板包括经过有限的标准化处理的各种族、线型、字体、符号以及表达方式。在BIM技术中形成一个良好的样板，是完全能够减少工作的重复性，加快设计速度的。并逐渐建立一套符合中国国情的设计标准，使其能够对多数设计用户，甚至是对有特殊需求的用户都有相当有益的指导作用。

2、设计符合要求的结构构件

结构设计中的主要构件有基础、柱、墙、梁、楼板、楼梯等。这些构件在施工中分为预制构件、现浇构件和钢结构构件。以建筑主要设计形式为准，根据各种结构构件进行构件设计。目前现浇构件是最为常见的结构形式。在结构方案设计的选择中，建筑师都是根据功能要求和管线走向进行布置的，以避免结构构件中多种因素相互冲突。

3、钢筋混凝土结构中的平法表示

在钢筋混凝土施工图绘制中，通常采用平面方法进行表示，在图纸上采取特殊的标点符号进行标注，施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示，BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息，以满足施工时间和放样需求。

BIM在建筑结构设计中应用的研究涉及的方面很多，所以，对于该技术应用的研究则可以从多个方面着手。而以上仅仅只是笔者对于BIM在建筑结构应用中的几个方面的研究，不利于应用的推广。所以，BIM相关领域的研究人员应该进一步的加强对建筑结构设计的研究。

结语：综上所述，BIM在建筑结构设计中应用的研究对于建筑领域的发展来讲有着不可忽视的重要作用。然而，由于BIM应用的复杂性，再加之我国建筑领域对于BIM应用在建筑结构设计中的研究还没有达到一定的深入程度，所以，不利于应用的进一步加深。所以，在今后的建筑领域的发展中，要加强对BIM应用的研究，并且要从BIM自身的多个方面，从建筑结构设计的多个角度进行研究，从而研究出更好、更有效的促进BIM在建筑结构设计应用的方法和措施。

参考文献：

[1]刘广文、牟培超、黄铭丰.《 BIM应用基础》.同济大学出版社 2013.8

[2]清华大学BIM课题组，互联立方isBIM公司BIM课题组编著《设计企业BIM实施标准指南》中国建筑工业出版社 2013.3

作者：李锟