一種建筑結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種建筑結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有限單元法是當(dāng)今結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域最重要的技術(shù)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，有限單元法已經(jīng)相當(dāng)成熟，出現(xiàn)了很多面向工程的可靠的商業(yè)軟件，包括通用有限元軟件(如ANSYS、ABAQUS)，土木工程領(lǐng)域?qū)Ｓ糜邢拊浖?如SAP2000、Midas)等，有限元模型存儲了除幾何信息外的構(gòu)件單元屬性，目前尚未形成統(tǒng)一的文件格式標(biāo)準(zhǔn)，市場上各種有限元分析軟件的文件格式各不相同。有限元軟件中通常集成了簡單的建模方法，能夠滿足普通房屋的建模要求。
[0003]然而，類似于汽車從直線造型向更符合空氣動(dòng)力學(xué)、更優(yōu)美的流線型進(jìn)化，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，很多當(dāng)代建筑的造型也出于形式或功能的需求變得越發(fā)復(fù)雜多樣。這些具有復(fù)雜空間造型的結(jié)構(gòu)不能用傳統(tǒng)的建筑軸線的方法來描述，因而傳統(tǒng)對照建筑圖紙和軸線直接在有限元軟件中建立線框模型進(jìn)行分析的做法越發(fā)困難，在很多情況下甚至完全不可行。
[0004]由于有限元分析軟件之間格式不統(tǒng)一，難以在多種有限元軟件中進(jìn)行轉(zhuǎn)化，目前市場上雖有一些轉(zhuǎn)化工具，如圖2所示，但由于有限元軟件眾多，版本不一等原因，需要的轉(zhuǎn)化器很多，轉(zhuǎn)化的效果參差不齊。建筑信息模型(B頂)技術(shù)是未來一種可能的解決方案，但由于相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)遠(yuǎn)未成熟，且大量工程設(shè)計(jì)人員對WM技術(shù)還十分陌生。因此，需要一種方法，利用成熟的軟硬件技術(shù)，通過便于設(shè)計(jì)人員理解掌握的途徑，將關(guān)鍵的單元信息賦予幾何模型，從而快速將建筑結(jié)構(gòu)模型在不同的有限元軟件之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化的目的。
[0005]相對的，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)技術(shù)的基石，設(shè)計(jì)人員可以利用CAD軟件快速作出圖形，并對其進(jìn)行判斷和修改，對圖形進(jìn)行編輯、放大、縮小、平移等圖形數(shù)據(jù)加工工作。目前建筑行業(yè)常用的CAD軟件有AutoCAD、Rhinoceros等，且大多數(shù)CAD軟件支持一個(gè)統(tǒng)一的文件格式標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種建筑結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化方法。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]—種建筑結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化方法，用于建筑結(jié)構(gòu)模型在不同有限元軟件之間互相轉(zhuǎn)化，包括步驟:
[0009]S1:將源有限元軟件中的源有限元模型轉(zhuǎn)化為CAD模型；
[0010]S2:將CAD模型轉(zhuǎn)化為目標(biāo)有限元軟件中的目標(biāo)有限元模型。
[0011 ] 所述CAD模型為三維模型。
[0012]所述步驟SI具體包括步驟:
[0013]Sll:將源有限元模型中屬性相同的單元?dú)w并為一個(gè)構(gòu)件，以得到多個(gè)構(gòu)件；
[0014]S12:在CAD文件中為每一個(gè)構(gòu)件創(chuàng)建一個(gè)圖層；
[0015]S13:根據(jù)每一個(gè)構(gòu)件中單元的屬性在對應(yīng)圖層中寫入相應(yīng)的圖元，以得到CAD模型。
[0016]所述步驟S12中所創(chuàng)建圖層的圖層名由以下元素組成:
[0017]材料編號，用于表征對應(yīng)構(gòu)件內(nèi)單元屬性中的材料信息；
[0018]構(gòu)件說明，用于表征對應(yīng)構(gòu)件的構(gòu)件說明信息；
[0019]截面類型及尺寸，用于表征對應(yīng)構(gòu)件內(nèi)單元屬性中的截面信息及尺寸信息。
[0020]所述材料編號元素和構(gòu)件說明元素之間，以及構(gòu)件說明元素和截面類型及尺寸元素之間均用特殊符號隔開。
[0021]所述特殊符號為短橫。
[0022]所述步驟S2具體包括步驟:
[0023]S21:掃描CAD模型中的圖層，并將每一圖層還原為對應(yīng)的構(gòu)件；
[0024]S22:根據(jù)對應(yīng)圖層的圖層名，將構(gòu)件轉(zhuǎn)化為目標(biāo)有限元軟件下的單元；
[0025]S22:根據(jù)對應(yīng)圖層的圖層名和圖元，為構(gòu)件中的單元添加單元屬性，以得到目標(biāo)有限元模型。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]I)本發(fā)明使得CAD文件成為各種有限元軟件轉(zhuǎn)化的中轉(zhuǎn)站。由于目前有限元分析軟件數(shù)據(jù)格式千差萬別，而CAD文件格式相對標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，有限元軟件之間兩兩轉(zhuǎn)化的組合數(shù)量龐大，軟件接口開發(fā)困難，而通過CAD文件來保存單元關(guān)鍵信息，以CAD轉(zhuǎn)化可以大大減小需要的轉(zhuǎn)化組合，降低開發(fā)難度。
[0028]2) CAD模型為三維模型，可以降低與有限元模型之間的對接難度。
[0029]3)將材料信息和構(gòu)件說明之類的無法再圖元中表征的屬性信息通過圖層名來表征，可以方便地實(shí)現(xiàn)CAD模型向有限元模型之間的逆向轉(zhuǎn)化。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的主要步驟流程示意圖；
[0031]圖2所示為現(xiàn)有的不同有限元軟件之間互相轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明下不同有限元軟件之間互相轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)例中的CAD模型示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)例中的CAD模型的圖層信息示意圖；
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)例中轉(zhuǎn)化完成的SAP2000有限元模型示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)例中轉(zhuǎn)化完成的ANSYS12.0有限元模型示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0038]—種建筑結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化方法，用于建筑結(jié)構(gòu)模型在不同有限元軟件之間互相轉(zhuǎn)化，如圖1所示，包括步驟:
[0039]S1:將源有限元軟件中的源有限元模型轉(zhuǎn)化為CAD模型，CAD模型為三維模型具體包括步驟:
[0040]Sll:將源有限元模型中屬性相同的單元?dú)w并為一個(gè)構(gòu)件，以得到多個(gè)構(gòu)件；
[0041]S12:在CAD文件中為每一個(gè)構(gòu)件創(chuàng)建一個(gè)圖層，
[0042]由于CAD模型存儲的是幾何圖元(點(diǎn)、線、面、體)的信息，其圖元中無法包含有限元模型中各單元的屬性信息，雖然可以方便地將有限元模型轉(zhuǎn)化為CAD模型，但是當(dāng)結(jié)構(gòu)工程師采用先在三維設(shè)計(jì)軟件中建立結(jié)構(gòu)的幾何模型，再通過軟件導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，由于三維設(shè)計(jì)軟件不存儲單元信息，必須對通過人工的方法對導(dǎo)入有限元軟件中的幾何圖元進(jìn)行分類，并賦予單元屬性。當(dāng)設(shè)計(jì)對象是大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，構(gòu)件數(shù)量大，單元屬性類型眾多的時(shí)候，這種傳統(tǒng)技術(shù)將耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，不利于方案和初步設(shè)計(jì)階段空間結(jié)構(gòu)方案的反復(fù)修改。
[0043]為應(yīng)對這一情況，采用通過圖層名稱為本不具有單元信息的