BIM在钢结构详图设计软件开发中的实践.pdf

B I M 在钢结构详固设计软件开发中的实践 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 。 S T X T软件 中， 建立了内部连接类型库 目前 已 经达到 3 8 1 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 。 钢结构详图设计软件 S T X T可 以单独使用 ， 也 可以和 P K P M结构设计软件配合使用 ， 详 图设计软 件可以直接读取 P MC A D或 S T S建立的三维技术模 型； 也可以读取 S A T WE、 T A T、 P MS A P三维分析软件 的设计内力， 自动完成全楼节点设计。 3 解 决的核心技术 3 ． 1参数化建模 B I M技术 的核心就是三维信息模 型的建立 ， 它 是图形显示、 交互 以及 后期施工 图、 工程量统计 的 基础 ， 建立一个完整 、 精细的三维模型至关重要。 S T X T软 件在三 维模 型的输入 方面分 为三个 层 次 1 结构建模 提供 了多 种快 速建模 方式 ， 能快速 完成 主结 构建模 ， 同时还提供专业 的围护结构建模模块 ， 图 2为一个框架模 型图。参数化 的构件及截面描述 ， 方便交互编辑 ， 既能完成主结构模型 ， 同时也能补 充完成次要结构 的输入 ， 如楼梯 、 围栏 、 吊车梁等 ， 如图 3 。同时还提供 导入 D X F网格数据 、 用 户插 件等多种辅 助 的建 摸途径 ， 能完 成各类 结构 的模 型建立 ； 2 节点连接 的创建 在节点连接的精细模 型处理上 ， 软件提供 了丰 富的内部节点库 目前已达 3 8 1种 ， 通过交互选择 关联构件及连接 的类型， 采用对话框参数化录入 的 方式直接建立 ， 节点 库涵 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 ； 3 自定义方式创建 软件总结了各种连接组成对象的类型， 除了各 类型钢、 常见零件板 、 螺栓 、 焊缝 、 弯折圆管等实体 对象进行了参数 化描述外 ， 还包括 了切 割面、 切割 零件 、 各类标注 、 剖面等信息 的详细描述及记录 ， 方 便对模型进行交互修改， 对建立一个真实 、 完整 、 准 确和精细 的模 型提供 了保证。交互 建立的模型对 象可以定制为组件 、 连接 ， 可以重复使 用， 还可以导 入 、 导出在不同的工程 中重复使用 ， 提高效率。 图2 钢框架三维模型 mo x i n g mo x i n g模型 图3 楼梯等次结构 图4 模型管理图 3 ． 2 以三维信息模型为核心的基本功能 1 模型显示 在模型显示上分为模 型空间 、 图纸空间两种模 式。模型空间显示真实的三维几何模 型， 提供 了多 种显示方式 ， 通过对象 分类显示控制 、 I D区间过滤 及选择集等 方式来 控制显示规模。图纸空 间提供 在建模过程中及 时查看各类节点 、 构件 、 零件 图纸 ， 便于查看建模 中的问题。 2 碰撞检查 在钢结构详图设计软件中， 构件及零件加工详 图都是 由三维模型直接产生 ， 直接用于指导加工生 产 。建立的模型及连接节点是否合理 ， 零件之间是 否相互碰撞或螺栓安装是否 留有 足够 的空间， 都需 要在节点连接创建时综合考虑 ， 避免在安装加工时 安装难度大或不合理 碰撞 情况。钢结构详 图设计 软件 S T X T中提供了模型碰撞检测及螺栓安装空 间 合理检验 。可 以在三维模型 中非 常直观的进行模 型检查 ， 避免建模和节点 中存在的不合理问题 J 。 3 生成图纸 S T X T软件中图纸均为真实的三维模型直接变 换消隐得到 ， 和模 型完全一致 ， 建模时只要保证 三 维模型准确即可。建模完成后， S T X T软件根据真实 的三维模 型进行 全楼 构件、 零件 的归并与编号 ， 自 动生成全套 详 图图纸 ， 包 括布置 图、 构件 图、 节 点 图、 零件下料 图， 还提供了 1 1放样 的 D X F零件数 据文件输出， 可以应用于数控机床。 4 工程量统计 软件可以根据三维信息模型及计算统计规则 进行工程量统计 ， 对全楼 的构件 中的用钢进行 了详 细的统计 ， 输出内容包括零件截面尺寸 、 零件长度 、 钢号以及数量等信息。同时还给 出全楼零 、 构件 、 螺栓、 用钢量统计表 、 分类构件零件 明细统计 表等 ， 统计 的报表数据可 以导人 E x c e l 表格方便用户进行 后续的工程造价工作。 3 ． 3 图纸管理 详图设计往往工期紧张、 周期长， 一个比较大 的工程 ， 高层 的部分还处 于设计 ， 底层 的已经开始 加工 、 安装和施工 了， 在施工过程中， 模 型发生变更 的事情时常发生 ， 但是一部分 图纸 已经调图结束进 入加工阶段 ， 如何在后期 变更模 型时 ， 尽可能 的标 识图纸的改动量 ， 同时还保证 准确性 ， 是详 图设计 中一个核心问题 。 S T X T程序能 自动对全楼构件 、 零件进行归并编 号 ， 可以修改构件 编号前缀或起始编号 ， 如 图 5所 示 。当模型或连接发生变化时， 可以只对变化部分 进行编号 ， 未变化部 分， 编 号可以保 持不变 。自动 管理全楼构件、 零件 图。当连接变更 、 模型变更时 ， 对于已出图纸， 未变化部分可 以选 择保 留， 只更新 变化部分图纸和增加新 的图纸 ， 如图6所示 。 3 ． 4协同作业 B I M不仅仅是在某个设计 阶段 的应用 ， 而是贯 穿整个生命周 期 内的各个 阶段 ， 实现 高度 数据共 享。 目前 国内一些 比较大钢构公 司往往拥有结构 设计与详 图设计两个部 门， 同时一些设计公司也开 始把业务扩展到详图设计领域。如果能够在详图 设计阶段直接采用结构设计模型 ， 既可 以节省重复 建模的工作 ， 也可 以避免二次建模有可能带来 的错 误 ， 同时还能更好的就建模及细部处理 中存在 的各 类 问题与设计方进行交流 J 。 目前国内设计主要还是采用 P K P M的设计软件 来进行辅助设计 ， 钢结构详 图设计 软件 S T X T提供 与 P K P M设计软件 的无缝接 口， 能载入 P K P M结构 模型与设计内力。设计建模采用 P MC A D或者 S T S ， 设计采用三 维分析 软件 S A T WE、 T A T或者 P MS A P 完成时 ， 详图设计 软件可 以直接读取 其三维模 型， 并且可以读取三维分析软件的设计 内力 ， 自动完成 全楼节点设计 ， 并提供详细的计算书。 4 结论 综上所述 ， 可 以得 出以下结论 1 钢结构详 图设计软件 S T X T ， 以三维模 型数 据为核心 ， 能完成模 型搭建 、 节点录入、 加工详图生 成 、 工程量统计等基本功能； 2 提供了模型碰撞检测及螺栓安装空间合理 检验。可 以在三维模型 中非 常直观的进行模 型检 查 ， 避免建模和节点中存在的不合理问题； 3 详 图设计由于工期紧张 、 周期长 ， 往往存在 设计后期模型变更 的可能 ， 软件提供的编号及 图纸 管理 ， 能 自动对变化模型单独 编号， 标示变 化的 图 纸 ， 解决了详图设计中的一个核心问题 ； 4 软件能无缝衔接 P K P M 设计模 型、 分析模 型以及 S T S的节点设计结果模型 ， 使结构设计 与详 图设计能协同作业 ， 避 免了二次建模可 能的错误 ， 提高了效率 ， 缩短了工程周期 ， 节约了成本 ， 为设计 方和施工方的合作提供了一种新 的可能。 参考文献 [ 1 ]雷丽英 ， 焦安亮， 黄延铮等． 构件建筑行业数据元 实现 企业基础信息共享[ J ] ．土木建筑工程信息技术 ， 2 0 0 9 ， l 2 1 0 2 1 0 5 ． [ 2 ]苏骏 ， 叶红华． 基于 B I M的设计可视化技术在世博会德 国馆中的应用[ J ] ．土木建筑 工程信息技术 ， 2 0 0 9， l 1 8 7 - 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e l s s h o w r e a l e a s y r e a lt i me v i e w，mo d e l c he c k i n g，a u t o ma t i c a l l y g e n e r a t e d b y t h e 3 D mo d e l f o r a f u l l s e t o f c o n s t r u c t i o n d r a w i n g s a n d p r o j e c t t h e a m o u n t o f s t a t i s t i c s ， t h i s a r t i c l e w i l l f o c u s o n t h e c h a r a c t e ri s t i c s d e s c ri b e d i n d e t a i l ． Ke y W o r ds BI M ；De t a i l i n g De s i g n；S TXT S o ft wa r e