AutoCAD平面圖轉(zhuǎn)換成PKPM建筑模型的方法

1、第21卷第2期建筑科學(xué)Vol 121,No .22005年4月BU I L D I N G S C I E NCEAp r .2005文章編號(hào)1002-8528(200502-0084-04Aut oC AD 平面圖轉(zhuǎn)換成PKP M 建筑模型的方法任衛(wèi)教,劉巖(中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所,北京100013摘要討論了將Aut oCAD 二維電子圖,轉(zhuǎn)換成目前囯內(nèi)各設(shè)計(jì)院常用的PKP M 建筑模型的思路和方法,對(duì)轉(zhuǎn)換過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題提出了解決方案,并對(duì)此程序的主要特點(diǎn)做了介紹。這種直接從平面圖轉(zhuǎn)換成建筑模型的方法,在結(jié)構(gòu)分析、工程量計(jì)算、熱工分析等方面都有廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞Aut oCA

2、D;PKP M;平面圖;轉(zhuǎn)換;PKP M 建筑模型中圖分類號(hào)T U311.41;T U318+.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼AResearch on the Methodol ogy for Transfor m ing Aut oCAD 2D DW G Files int o PKP M ModelingRE N W ei -jiao,L I U Yan (I nstitute of Building Structures,China Acade my of Building Research,Beijing 100013,China AbstractA great deal of Aut oCAD 2D

3、drawings are p r oduced during building design,and the existing Aut oC AD 2D dra wings are often needed t o be transf or med int o PKP M modeling used widely f or the pur pose of structural analysis,engineering quantity esti m a 2ti on,and HVAC calculati on .M anual conversi on is a tedi ous and lab

4、or -intensive p r ocess that involves a considerable a mount of ti m e and res ources .I n this paper a methodol ogy f or transf or m ing 2D Aut oC AD DW G files int o PKP M graphical f or mat is p resented,and a computer -aut omated transfor mati on p r ogra m based on the p r oposed methodol ogy i

5、s intr oduced .KeywordsAut oC AD;PKP M;2D dra wings;transf or m;PKP M model收稿日期2004-08-03作者簡(jiǎn)介任衛(wèi)教(1969-,男,碩士,高級(jí)工程師聯(lián)系方式ren weijiaocabrtech .co m1前言CAD 技術(shù)的應(yīng)用不僅徹底把工程技術(shù)人員從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖中解放出來,讓他們有更多的時(shí)間和精力放在方案優(yōu)化、改進(jìn)和復(fù)核上,而且提高了工作效率,縮短了工作周期,保證了工作質(zhì)量,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。在實(shí)際工作中,“快速”、“準(zhǔn)確”、“高效”是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。有時(shí)設(shè)計(jì)人員先有電子圖(如從建筑師處獲得,

6、Aut o 2CAD 平面圖向PKP M 建筑模型的轉(zhuǎn)換直接將設(shè)計(jì)院二維的施工圖電子文檔,通過簡(jiǎn)單的操作,快速轉(zhuǎn)換成PKP M 系統(tǒng)所認(rèn)識(shí)的建筑構(gòu)件對(duì)象,由程序自動(dòng)生成PKP M 建筑模型所需的數(shù)據(jù)文件,然后,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)建立的模型,做結(jié)構(gòu)分析或方案比較等工作,大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作量,且建模的準(zhǔn)確性也得到很大的提高。2程序工作的主要思路(1Dwg 平面圖上的內(nèi)容可能很多,但需要轉(zhuǎn)化模型的只用到軸線、墻、門、窗、梁、柱六種圖素。為避免其它無關(guān)圖素的干擾,最好先將無關(guān)圖層關(guān)閉,并分別指定軸線圖層、墻圖層、門圖層、窗圖層、梁圖層和柱圖層。第2期任衛(wèi)教,等:Aut oCAD平面圖轉(zhuǎn)換成PKP M

7、建筑模型的方法(2程序識(shí)別某一段墻時(shí)要靠二個(gè)條件,第一條件是圖上平行的一對(duì)墻線段,但不是所有平行墻線都應(yīng)該轉(zhuǎn)成墻,只有靠近軸線(在一定偏心范圍內(nèi)且平行間距在一定范圍(一般墻厚范圍的平行墻線才應(yīng)轉(zhuǎn)為實(shí)體墻;因此,還需第二條件,即平行的墻線段必須靠近軸線(或網(wǎng)格線且平行間距在墻厚的合理范圍內(nèi)。對(duì)梁的判斷條件與墻相同。對(duì)柱的判斷是,封閉的矩形、圓形或多邊形柱圖層,且距軸線交點(diǎn)在合理取值范圍內(nèi)(柱偏心取值范圍。對(duì)門、窗洞口的判斷條件是,是一門窗圖塊、或是平行的門窗墻線段,且位于墻上和軸線上。(3用戶應(yīng)注意構(gòu)件設(shè)置參數(shù)中參數(shù)的設(shè)置,主要參數(shù)有:構(gòu)件在三維層高方向的尺寸,如梁高、窗臺(tái)高、窗口高、門口高等,

8、當(dāng)然這只是總的設(shè)置。對(duì)于不同的構(gòu)件可能有不同的高度,這可以在模型錄入菜單中繼續(xù)修改。還有構(gòu)件辨認(rèn)的尺寸合理值參數(shù)等。(4用戶對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)換的樓層,應(yīng)設(shè)置它的原點(diǎn)位置,最后把若干樓層通過原點(diǎn)處對(duì)位,組裝成一整棟建筑。(5轉(zhuǎn)換完成的建筑模型,可在Aut oCAD中顯示,并可繼續(xù)編輯修改,成為最終可使用的建筑模型。3常見問題及處理方法(1平面圖內(nèi)容煩雜,有的與轉(zhuǎn)換模型沒有關(guān)系,如節(jié)點(diǎn)大樣,設(shè)計(jì)說明等。此部分內(nèi)容應(yīng)隱藏起來,以便于后面的操作。(2平面圖中不同的構(gòu)件應(yīng)分屬不同圖層,如梁、墻、柱、門窗分別在不同圖層用不同的顏色表示。對(duì)于有較嚴(yán)格的圖層分類的構(gòu)件,選擇構(gòu)件類型時(shí)僅需選取同一圖層中的任意一個(gè)圖素

9、,與其圖層屬性相同的所有構(gòu)件則同時(shí)被自動(dòng)選中;對(duì)于圖層分類較混亂的構(gòu)件,即當(dāng)一個(gè)圖層中包含有數(shù)個(gè)不同的構(gòu)件類型時(shí),在選擇構(gòu)件類型時(shí)就不能按圖層的屬性選擇,只能逐個(gè)按圖素選擇,此種情況下的選擇速度慢,效率較低。(3平面圖上的梁寬、墻厚等并不唯一,因此,應(yīng)定義其有效寬度范圍,在此范圍內(nèi)的寬度方才有效。程序要求所畫的平面圖應(yīng)較為嚴(yán)格,因?yàn)榱?、墻寬度是程序自?dòng)取兩平行線之間的距離,按一定的模數(shù)取整計(jì)算出來的,少許誤差通過取整可以彌補(bǔ)。(4門窗洞口既有以塊方式插入的,也有直接用線(弧畫的,程序自動(dòng)將按塊插入的與用線(弧畫的區(qū)分開來,以判斷洞口的正確寬度。(5伸縮縫兩側(cè)的墻、梁線一般相距較近,程序增加對(duì)平

10、行線對(duì)的排序及過濾功能,自動(dòng)將伸縮縫兩側(cè)的墻、梁線區(qū)別開來。(6平面圖上的平行線段在繪制時(shí)可能有一定的誤差,應(yīng)該平行的線對(duì)在平面圖上并不平行,因此程序?qū)ζ叫芯€對(duì)的判斷增加了誤差控制,對(duì)于直線對(duì)用絕對(duì)誤差控制,對(duì)于圓弧線對(duì)用其絕對(duì)誤差與其半徑的比值控制。(7有些時(shí)候面圖上根本沒有軸線,或軸線不完全,如次梁不在軸線上等,程序能自動(dòng)判斷且生成相應(yīng)的軸線。(8短肢剪力墻結(jié)構(gòu),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)梁、墻共軸線且軸線在梁、墻連接處并沒有斷點(diǎn),程序自動(dòng)在其連接處增加節(jié)點(diǎn),以符合此類結(jié)構(gòu)實(shí)際的建筑模型。(9在模型轉(zhuǎn)換過程中,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或交點(diǎn)相距很近的情況。對(duì)于這種情況,一般都會(huì)將其歸并至一個(gè)節(jié)點(diǎn),以避免產(chǎn)生過

11、多節(jié)點(diǎn)和形成跨度很短的墻梁段。在滿足歸并間距的前提下,究竟應(yīng)歸并至哪個(gè)節(jié)點(diǎn),就涉及到節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)問題,節(jié)點(diǎn)可能是圓弧與圓弧的交點(diǎn)、直線的交點(diǎn)、直線的端點(diǎn)等。4操作步驟(1關(guān)閉不轉(zhuǎn)換圖素,如,表示內(nèi)部尺寸標(biāo)注、符號(hào)標(biāo)注、設(shè)計(jì)說明等;58建筑科學(xué)第21卷 圖1轉(zhuǎn)圖設(shè)置參數(shù)對(duì)話框(2分別選擇軸線、墻體、柱、梁、門、窗等構(gòu)件,建筑構(gòu)件的分類選擇定義由用戶完成;(3編輯修改建筑構(gòu)件,對(duì)于誤選擇的圖素,可改變其構(gòu)件分類;(4轉(zhuǎn)換成建筑模型文件,其界面如圖1所示;(5顯示轉(zhuǎn)換后的建筑模型。5程序主要特點(diǎn)(1網(wǎng)格線可自動(dòng)生成對(duì)于沒有軸線或網(wǎng)格線的梁或墻,用戶可以不補(bǔ)充軸線,由程序自動(dòng)生成所需的網(wǎng)格線。如圖2a

12、 所示為一沒有軸線的框架平面圖;圖2b 為由程序轉(zhuǎn)換完成后的建筑模型圖。從圖2b 可以看出,在梁中線位置,程序自動(dòng)增加了相應(yīng)軸線,并在梁相交處軸線也自動(dòng)延伸于軸線交點(diǎn)。 圖2沒有軸線或網(wǎng)格線的梁或墻,程序自動(dòng)生成所需的網(wǎng)格線 (2豁口自動(dòng)生成門洞口及洞口兩側(cè)墻肢的合并對(duì)于有窗線(窗塊或門塊的情況,程序可以根據(jù)其信息生成窗洞口或門洞口。但對(duì)于沒有窗線(窗塊或門塊的情況,程序也可根據(jù)豁口的情況按用戶自定義的控制參數(shù),自動(dòng)生成洞口。如圖3a 所示為一平面圖的局部,圖中所有的線段均為墻線段;圖3b 所示為程序轉(zhuǎn)換完成后的模型。在此模型中可以看出:墻1的右側(cè)有一門洞口,是程序自動(dòng)根據(jù)豁口的寬度生成的;墻

13、2為一整片墻,在其中間有一由程序自動(dòng)生成的洞口;模型轉(zhuǎn)換前墻2是由兩個(gè)墻段和一個(gè)豁口組成的,在模型轉(zhuǎn)換時(shí)程序自動(dòng)將洞口兩側(cè)的墻肢連接起來,形成一整片墻,而非數(shù)個(gè)墻肢段。圖3程序可以根據(jù)信息生成窗洞口或門洞口68第2期任衛(wèi)教,等:Aut oCAD平面圖轉(zhuǎn)換成PKP M建筑模型的方法(3短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),墻梁相連接處自動(dòng)生成節(jié)點(diǎn)對(duì)于短肢剪力墻結(jié)構(gòu),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)梁支撐在短肢墻上,且軸線在梁墻連接處沒有斷點(diǎn),對(duì)于墻梁相連接,且兩者共在同一條軸線上時(shí),程序會(huì)自動(dòng)判斷后在相連接處增加節(jié)點(diǎn)。如圖4a所示為一梁支撐在短肢墻上,兩者共同一軸線,且在相連接處并沒有斷點(diǎn);圖4b為程序轉(zhuǎn)換完成后的模型,為了與梁線區(qū)分開

14、來,圖中帶有夾點(diǎn)的為短肢墻及其網(wǎng)格線?？梢钥闯?模型轉(zhuǎn)換的結(jié)果與手工建模相一致。4短肢剪力墻結(jié)構(gòu),墻梁相連接處自動(dòng)生成節(jié)點(diǎn)(4軸線端頭可自動(dòng)延伸有些CAD圖畫得不是很嚴(yán)格,看似相交的軸線其實(shí)并沒有相交。這樣的圖如果直接轉(zhuǎn)換成模型,就會(huì)出現(xiàn)一些如構(gòu)件之間的連接關(guān)系的錯(cuò)誤等。圖5a為模型轉(zhuǎn)換前平面圖局部,其右側(cè)梁軸線在畫圖時(shí)并沒有與其上部的水平軸線相交;圖5b為程序轉(zhuǎn)換后的建筑模型,對(duì)于此種情況會(huì)將軸線做適當(dāng)延長(zhǎng),使其與最近的軸線相交,避免形成懸空梁。(5端頭梁自動(dòng)生成端節(jié)點(diǎn)圖6a為模型轉(zhuǎn)換前平面圖的局部,在結(jié)構(gòu)平面的最外圍的梁有挑出端;圖6b為轉(zhuǎn)換完成后的模型。對(duì)于此種情況,程序自動(dòng)判斷是否為端頭梁,如果是,則在端頭梁的外端點(diǎn)處生成一個(gè)節(jié)點(diǎn)將軸線打斷,形成懸挑梁 。圖 5軸線端頭可自動(dòng)延伸圖6端頭梁自動(dòng)生成端