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1、工程三维模型与虚拟现实表现 正确合理地将A U T O C A D 图形转化为P K P M 三维结构模型 王新花吴乐彬 ( 中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所上海分所，上海2 0 0 0 2 3 ) 【摘要】P K P M 结构模型输入模块提供了A U T O C A D 图形转化为P K P M 三维结构模型的功能。程序可以在选择 各类构件、设置转换以及标准层等参数后自动形成相应的P K P M 结构模型。 【关键字】A U T O C A DP K P M 三维转化 A b s t r a c t ：P K P Mp r o v i d e saf u n c t i o nt ot
2、r a n s f e ra nA u t o c a df i l et oaP K P M3 - d e m e n t i o n a l s t r u c t u r em o d e li ns t r u c t u r em o d e li n p u t t i n g T h ep r o g r a mc a nf o r maP K P Ms t r u c t u r em o d e ia f t e r p i c k i n ge l e m e n t sa n dp a r a m e t e r ss e t t i n g K e y w o r d
3、s ：A U T O C A DP K P t3 - d e m e n t i o n a lt r a n s f e r 众所周知，任何工程在结构计算之前首先必须建立符合工程实际受力状况的完整模 型，我们可依据结构类型的不同分别在P M C A D 、S T S 建模，或者由于结构空间的复杂性也可 进入任意空间结构模型输入模块S P A S C A D 完成这项工作。除了上述方法之外，当建筑平面复 杂或设计时间紧张的情况下，我们还可直接利用建筑设计人员在A U T O C A D 平台上绘制的D W G 建筑图形文件快速转化为平面结构模型，这是结构建模速度上的一大飞跃。 P K P M
4、2 0 0 8 版本程序推出后，能支持此功能的A U T O C A D 的版本包括：A U T O C A DR i 4 、 2 0 0 0 、2 0 0 2 、2 0 0 4 2 0 0 5 、2 0 0 6 ，几乎涵盖了目前常用的A U T O C A D 各种版本。 1 操作方法及步骤 ( 一) 程序的主界面 在P K P M 2 0 0 8 版本的程序中，此功能的执行有专用菜单( 如下图示) 。不需要运行 A U T O C A D 软件。程序会自动把A U T O C A D 软件生成的D W G 文件先行转换为P K P M 格式的图形文 件( T 图形文件) 。在此基础上再对T
5、 图文件进行模型的识别和转换。 ( 二) 操作步骤 D W G 文件转结构模型的功能是处理分析平面图上的轴线( 网格线) 、墙体、柱、梁、 3 4 5 第二届工程建设计算机应用创新论坛 门、窗等建筑构件的表达图素，进而将其转化成P K P M 的结构模型数据。从操作上来说可 以按下列步骤进行： 1 、读取D w G 平面图史件并转换为T 图文件。 2 、戈闭或删除和转换模型无关的图层 把不需要进行转换的圈素幽层关闭或删除，可以去掉与建筑构件模型无关的图素，避 免转换出多余构件，提高转图效率，增加转罔的稳定性。 3 、分别选择吾类建筑构件及相关的幽素 一般情况下平面图上轴线、墙体、粱、柱门、寓等
6、建筑构件会分类分层绘制。 而小同类别的构件所处囤层不一样。程序正是通过这些闰层属性的区别将其识别。选 择图素是指用户用光标选择某类构件( 如墙体) 的某图素时软件会自动选择和该创 素具有相同层属性的所有图素识别为同类构件。因此对于规范的图纸，这种选择只需有限 的几步操作即可完成。为保证选择定义构件的正确性，可利用：“显示构件”、“显示 选出的建筑构件”等命令观察构件的选择是否有漏选、误选等。 4 、设置转换参数和标准层号 当选择完某一层的图索之后，可以定义该层的楼层号，以便为将来的楼层组装准备数 据。 5 、对于多标准层的图形文件的处理 傲来说一个D W G 文件犀好只包括一个楼层的平而周。包
7、含多层平面圈的文件比较 大，图形转换、选择图素及编辑图形等操作速度会比较慢。且由于程序一次只能转换一 层，对含多层的图形文件还要做局部转换的操作。故一般建议把包含多层的平面图分离成 多个单层的图形文件后再做转换操作。当然，如果用户有需要，程序也允许直接在包含 多个平面图的文件中做选取各类图索的操作，但在生成模型数据时，必须以窗口方式选取 要转换的区域，并指定好各层对位基点。最后利片j 楼层组装命令将其亢接进行组装。 6 、完成单层转换并将该楼层组装到全楼模型中 7 、对转换好的模型文件进行补充信息的输入 兰苎三垡竖型生生垫墨壅查翌 对于转换完成楼层，其转换后的平面布置信息并不完整，需要进一步对
8、它补充布置信 砌_ r 一! 婪! ! 叫E 雪蟊i ：j r r 一! ! ! J 一m ： ! t 息。此时可通过柱布置，主粱布置，墙布置，洞口布置等对构件截面咀及位置做适当调 整，值得注意的是此操作应在转罔之后对当前层模型存盘退出，进入到 一级的模型输入 菜单中完成。如下图所示： ( 三) 操作流程 将E 述操作过程总结其操作流程如下所示： 一- i i 第二届工程建设计算机应用创新论坛 2 处理原则 1 、构件辨认尺寸值：单位均为毫米( m m ) 。转图前应大致查看当前图形中需进行转换 的最厚及最薄的墙，最宽及最窄的梁，最大及最小的门窗洞口尺寸，以便分别输入各类 构件的辨认尺寸值。这
9、些值应尽量与当前工程图相适应，太大或太小都会使转图效果不理 想。 2 、基点定位：当一个工程有多个标准层时，一定要注意为每个标准层指定相同的基 点，否则可能造成工程组装后，出现楼层错位对不齐的情况。为便于操作，通常点“拾取基 点”按钮，在图中选择每个标准层中都存在的同一个节点作为定位基点。 工程三维模型与虚拟现实表现 3 注意事项 1 ，对于已经选择好的梁( 培) 层困素，首先根据以下几条原则判断后生成一段段的 粱( 墙) 线对，此线对附近如果没有轴线时，则自动生成网格线。 1 ) 两条线必须属性相同，如同属于粱图层，而且都为直线或同为弧线； 2 ) 两条线必须相瓦平行； 3 ) 两条线在长度
10、方向上必须交集： 4 ) 两条线之间的宽度必须在昂小宽度与虽太宽度范围内。 如果图形文件不符舍以上相关条件则程序不能生成线对，如下图所示： 此时需要人工修改图形后再进行转图操作。 2 、选取同类构件的原则 一般情况下。平面罔h 轴线、墙体、柱、粱、门、窗等每一类构件的隔素会布置在 相同的图层上，程序正是通过这些图层属性的区别才能将轴线、墙体、柱、粱、门、 宙区分别辨认出来。在A U T O C A D 中打开建筑平面圉，由于不同用途的要求，往往在此图 中存在许多与结构无关的内容，为避免其他图素的干扰，建议大家关闭不相关圉层如填充 墙等，我们结构设计人员只关心当前图的轴线、柱、粱、培、洞口等与结
11、构受力体系 相关的图素。接下来分别指定上述需转换构件的圈层。例如先抬取轴线层，在上图的下 拉菜单中点取“选择轴线”命令之后直接点取任一轴线，程序自动把与该图隶相同属 性的轴线放置在P K P MA x I 嘲层上，选中的圈层以虚线显示。当用户用光标选择某类构件 ( 如轴线) 的某一个圈素时，软件会自动选择和该囝豢具有相同图层属性的所有图素作为 该类构件。一般规范的图纸，同类构件( 如轴线) 都布置在同一个图层上( 或稂少几 个图层上) 因此这种选择只需一步或几步即可完成。 此外，如果用户章到的建筑图纸是用天正、A B D 软件处理的，因其图层分类明晰， 可直接执行下拉菜单“转换”中的“天正、A
12、 B D 等建筑图自动处理”，程序可自动一一 E 墨互E 鼯：Z 蛩圈 即Il 拾取对应图层。 3 、异彤柱的处理 另外针对平面复杂的结构会出现不规则异形柱的情况，此时我们可以利用下拉菜单中 的“异形柱定义”功能通过光标依次点取柱拐点形成的封闭区域可将任意形状的图素转化为 P M C A D 中的柱( 如下阁所示) ，大大丰富了柱截面库的定义。 4 工程实例 1 准备转图，选择打开D w G 图 i i 2 u 圈打开 t 扎 一3 r m J _ 岬* _ 工程三维模型与虚拟现实表现 3 选择轴网后，可以观察选择的鲒果 E 自 j t t # r 、巾o + f ) L J7o ，口，0 ，
13、 一 -5一- #+口， 鞠辫蹙剥 ；：， w h “1 ：f1、 一- “ 奇量! ：+ ： ：鳓 薹蠹筹 5 定义转换参数 r 一“ H 目 # 口日，毗F * 嘲 r h w l 目脚 4 “ 6 定义构件参数 选择完以后，人工干预定义前，程序会有默认参数设置 人工重新定义参神 7 定义标准层参数 参数定义后，程序将按照新定义数值完成图纸向模型的转化。经转化后模型的平面布 置信息可能与最终需要的模型平面信息有出入。此时，可以通过柱布置、主粱布置、墙 布置、洞口布置等对构件截面咀及位置做适当调整。 1 - +e 、：t 3 5 3 第二届工程建设计算机应用创新论坛 经调整后最终获得需要的结
14、构模型， = 一二一 上一! ! ! ! ! 生8 组装，生成结构整体模型 口皿i I Ir 1 1 1I 口 秀鬟 工程三维模型与虚拟现实表现 5 结语 为了方便结构设计师，省去繁琐的轴网和构件的布置，免去费时的重复劳动，P K P M 结构软件模型输入模块提供了省时省力的直接利用建筑设计人员在A U T O C A D 平台上绘制的D W G 建筑图形文件快速转化为P K P M 结构建模所需的平面结构模型。目前，支持该功能的模块 主要有P M C A D 、S T S 以及S P A S C A D ，并涵盖了几乎所有的A U T O C A D 版本。通过广泛的使用， 该功能已经获得了广大结构设计人员的认可，有效地提高了工作效率。 参考书目 【l 】P K P M 建筑结构设计软件2 00 8 版新功能详解 M 。北京：中国建筑工业出版社。2 0 0 8 【2 】面向工程应用的图例平台T C AD M 北京：中国建筑工业出版社。2008 【3 】P M C A D 软件说明书 M 。北京：中国建筑科学研究院。20 08 3 5 5
