滿延磊， 吳 杰， 張其林， 劉 兵

(1. 同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院， 上海 200092； 2. 慧魚(太倉(cāng))建筑錨栓有限公司， 上海 200092)

支吊架是支架和吊架的合稱, 在工廠設(shè)計(jì)中，支吊架是管道系統(tǒng)、電纜橋架系統(tǒng)等的重要組成部分.圖1為一個(gè)支吊架結(jié)構(gòu)的三維實(shí)例展示.

圖1 支吊架結(jié)構(gòu)實(shí)例

支吊架設(shè)計(jì)在工廠設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位.目前國(guó)內(nèi)外涉及支吊架設(shè)計(jì)的軟件眾多，國(guó)外主流的有PDS[1]、PDMS[2]、SP3D[3]等軟件，國(guó)內(nèi)有AutoPHS[4]等軟件.通用軟件如AutoCAD和Revit也經(jīng)常用于支吊架設(shè)計(jì)[5].研究發(fā)現(xiàn)，目前市面上的軟件在支吊架設(shè)計(jì)時(shí)都存在著以下不足：

(1) PDS、PDMS、SP3D等軟件功能強(qiáng)大，但是其側(cè)重點(diǎn)在于工廠完整設(shè)計(jì)以及管道設(shè)計(jì)，用此類大型軟件進(jìn)行支吊架設(shè)計(jì)并不方便，同時(shí)此類軟件不具備計(jì)算功能.

(2) AutoPHS軟件屬于支吊架計(jì)算與繪圖軟件，但是AutoPHS軟件并無(wú)實(shí)體模型，通過(guò)在對(duì)話框中輸入?yún)?shù)然后直接進(jìn)行驗(yàn)算以及繪制圖紙，此種設(shè)計(jì)方式不夠直接，而且對(duì)于任意形式的支吊架處理起來(lái)有難度.

(3) 通用軟件如AutoCAD和Revit，由于并沒(méi)有針對(duì)支吊架進(jìn)行優(yōu)化，因此此類軟件在支吊架建模時(shí)效率低下，而且也不具備計(jì)算分析功能.

(4) 全過(guò)程設(shè)計(jì)是建筑信息模型(BIM)的一大理念.在BIM中，全過(guò)程設(shè)計(jì)與熟知的多專業(yè)協(xié)同同屬于數(shù)據(jù)共享的范疇，橫向上即行業(yè)間的數(shù)據(jù)共享為多專業(yè)協(xié)同，縱向上即時(shí)間維度上的數(shù)據(jù)共享為全過(guò)程設(shè)計(jì).在理想的全過(guò)程設(shè)計(jì)下，建立一個(gè)貫穿建筑設(shè)計(jì)各個(gè)階段的數(shù)據(jù)信息共享平臺(tái)，在建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)階段可以自由地共享信息，通過(guò)減少各個(gè)階段的數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)不一致性，從而達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率的目的.現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)流程仍是先做計(jì)算分析，然后在實(shí)體模型軟件中手動(dòng)建模，最后進(jìn)行圖紙繪制、施工模擬等其他應(yīng)用.計(jì)算分析與實(shí)體模型、實(shí)體模型與圖紙相互獨(dú)立給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大不便，雖然現(xiàn)在很多軟件之間已經(jīng)有數(shù)據(jù)接口，但是此種方式在處理數(shù)據(jù)一致性時(shí)還是會(huì)有很多問(wèn)題,如數(shù)據(jù)丟失嚴(yán)重以及數(shù)據(jù)不兼容等[6-8]，這與全過(guò)程設(shè)計(jì)的理念相差甚遠(yuǎn).

基于此，研發(fā)了一套針對(duì)支吊架的全過(guò)程設(shè)計(jì)系統(tǒng).通過(guò)對(duì)支吊架的詳細(xì)研究，設(shè)計(jì)了一套適合支吊架的建模方式，此建模方式針對(duì)支吊架建模進(jìn)行了適配與優(yōu)化，提高了支吊架建模的效率.同時(shí)，采用BIM理論，探索性地將實(shí)體模型、計(jì)算模型、圖紙模型融于一體，此三種模型是同一套數(shù)據(jù)的三種不同顯示并共享同一數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成了支吊架的實(shí)體模型、計(jì)算分析、規(guī)范驗(yàn)算、計(jì)算書輸出、材料統(tǒng)計(jì)、圖紙繪制的全過(guò)程設(shè)計(jì).

1 系統(tǒng)架構(gòu)

該系統(tǒng)集實(shí)體模型、計(jì)算分析、驗(yàn)算、計(jì)算書、材料統(tǒng)計(jì)、圖紙繪制等功能于一體，系統(tǒng)核心為BIM[9-11].通過(guò)三維智能建模技術(shù)、自動(dòng)化的參數(shù)化布置以及基于BIM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享生成BIM.BIM是建模、計(jì)算分析、材料統(tǒng)計(jì)、圖紙繪制所需的所有數(shù)據(jù)的集合，典型的數(shù)據(jù)包括實(shí)體信息、計(jì)算模型信息、設(shè)備參數(shù)、連接件參數(shù)等.

BIM有三種表現(xiàn)形式,即三維實(shí)體模型、計(jì)算模型、圖紙模型.三維實(shí)體模型提供了真實(shí)模型的三維直觀展示，計(jì)算模型是真實(shí)模型的抽象，圖紙模型是真實(shí)模型的投影顯示.由于三種模型共享同一套數(shù)據(jù)，任何一個(gè)模型的更改都會(huì)反映到另外兩個(gè)模型之中.

整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架如圖2所示.技術(shù)處于最底層，是生成BIM的手段；BIM存儲(chǔ)整個(gè)模型的數(shù)據(jù)，是整個(gè)模型的核心；在核心層上面是表現(xiàn)層，BIM有三種表現(xiàn)方式即三維實(shí)體模型、有限元計(jì)算模型以及圖紙模型；最上層是應(yīng)用，分別針對(duì)這三種模型進(jìn)行功能開(kāi)發(fā).

首先，介紹三維實(shí)體模型的建立，主要涉及三維智能建模技術(shù)以及自動(dòng)化的參數(shù)化布置；然后，介紹模型的共享及應(yīng)用，主要涉及基于BIM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享；最后，介紹實(shí)際的案例展示.

圖2 系統(tǒng)基本構(gòu)架

2 智能建模技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1 基于動(dòng)態(tài)捕捉的三維智能建模

由于在支吊架中連接件及設(shè)備數(shù)量眾多，因此連接件及設(shè)備建立的快捷與否直接影響系統(tǒng)建模的效率.

參考AutoCAD軟件的動(dòng)態(tài)捕捉，設(shè)計(jì)了基于動(dòng)態(tài)捕捉的連接件智能建模方式，通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)拖拽就能實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的精確布置.建模步驟如下所示：

(1) 選擇指定的連接件或者設(shè)備，當(dāng)鼠標(biāo)拖動(dòng)連接件靠近桿件時(shí)，自動(dòng)判斷此位置能否安裝此連接件.

(2) 如果不能安裝，連接件顯示為紅色；如果能安裝，連接件顯示為綠色.

(3) 當(dāng)連接件顯示為綠色，點(diǎn)擊鼠標(biāo)確定時(shí)，自動(dòng)將連接件吸附在正確位置上，省去用戶手動(dòng)布置連接件的過(guò)程.

該系統(tǒng)基于AutoCAD軟件二次開(kāi)發(fā)[12-14]，連接件及設(shè)備的智能建立依賴于ObjectARX的相關(guān)接口，其中主要依賴于AcEdJig類以及AcEdInputPointMonitor類.在AutoCAD軟件中，鼠標(biāo)拖拽會(huì)觸發(fā)AcEdJig類，當(dāng)捕捉到點(diǎn)或者實(shí)體時(shí)觸發(fā)AcEdInputPointMonitor類.具體實(shí)現(xiàn)原理如圖3所示.鼠標(biāo)拖拽時(shí)系統(tǒng)觸發(fā)AcEdJig類相關(guān)方法，在AcEdJig類中循環(huán)檢查AcEdInputPointMonitor類當(dāng)前捕捉到的桿件，將捕捉到的桿件返回給連接件，通過(guò)連接件庫(kù)來(lái)檢查當(dāng)前桿件是否能夠布置所選擇的連接件.最后，通過(guò)幾何運(yùn)算計(jì)算出連接件的坐標(biāo).

圖3 連接件及設(shè)備布置原理圖

2.2 自動(dòng)化的參數(shù)化布置

2.2.1理論基礎(chǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，支吊架系統(tǒng)相對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)具有以下特性：

(1) 支吊架結(jié)構(gòu)可以分解為二維平面結(jié)構(gòu),這個(gè)特性使得三維參數(shù)化建?？梢赞D(zhuǎn)換為二維參數(shù)化建模.

(2) 在支吊架系統(tǒng)中，絕大多數(shù)桿件都是橫平豎直的，這個(gè)特性使得桿件在參數(shù)化標(biāo)注中大部分為水平標(biāo)注或者垂直標(biāo)注.

(3) 所有的連接件和管道均依附于桿件上，此特性使得所有的連接件和管道的定位均可以通過(guò)在桿件上的相對(duì)坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn).

由于以上三個(gè)特性的存在，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了約束智能自動(dòng)添加的參數(shù)化建模, 因此大大提高了支吊架系統(tǒng)建模的快捷性.

2.2.2技術(shù)實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的方法很多，代表性方法有數(shù)值式方法、基于符號(hào)代數(shù)的方法、基于圖論的方法、基于規(guī)則的方法等.基于圖論的方法充分考慮了元素之間的關(guān)系，可以獲得較高的效率.由于智能添加約束需要考慮元素之間的關(guān)系，因此采用基于圖論的方法實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)[15-16].

約束的自動(dòng)添加分以下四種情況進(jìn)行：

(1) 添加傾斜桿件

由于支吊架中傾斜桿件并不是特別多，因此當(dāng)添加傾斜桿件時(shí)可以簡(jiǎn)單處理，直接在兩端點(diǎn)添加傾斜約束即可.

(2) 添加連接件(設(shè)備)

當(dāng)添加連接件(設(shè)備)時(shí)，由于連接件(設(shè)備)依附于桿件上，因此需要添加連接件(設(shè)備)與桿件的約束.具體步驟如下所示: ① 找到連接件(編號(hào)A)依附的桿件;② 找到桿件上離連接件A最近的連接件B和C;③ 刪除連接件B、C之間的約束;④ 在連接件B、A之間添加角度與長(zhǎng)度約束;⑤ 在連接件A、C之間添加角度與長(zhǎng)度約束.

(3) 添加水平桿件

首先需要對(duì)整個(gè)圖進(jìn)行拓?fù)渑判騕17-20].在圖4中，左邊為實(shí)際的模型，右邊為對(duì)應(yīng)的圖表示(只表示正向關(guān)系).按dx約束的拓?fù)渑判蚪Y(jié)果為1→2→3→4，按dy約束的拓?fù)渑判蚪Y(jié)果為1→3→4→2.從圖4可以看出，在該系統(tǒng)中，按照dx(或者dy)拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果恰好是按x坐標(biāo)(或者y坐標(biāo))升序排列.當(dāng)采用拓?fù)渑判蚝?，增加如圖5a所示的水平桿件ab的算法如下所示:① 以dx約束為基準(zhǔn)進(jìn)行拓?fù)渑判颍源朔椒ū闅v出來(lái)的點(diǎn)恰好從左往右排列；② 在拓?fù)渑判蚪Y(jié)果中從前往后查找，找出兩個(gè)點(diǎn)，假設(shè)為點(diǎn)2與點(diǎn)3，使之滿足點(diǎn)2.x≤點(diǎn)a.x≤點(diǎn)3.x;③ 刪除點(diǎn)2與點(diǎn)3之間的dx約束;④ 在點(diǎn)2、點(diǎn)a之間增加dx約束;⑤ 點(diǎn)a、點(diǎn)3之間增加dx約束;⑥ 同理處理點(diǎn)a的y坐標(biāo);⑦ 同理處理?xiàng)U件的端點(diǎn)b.

a 實(shí)際模型

b 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

a 實(shí)際模型

b 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

(4) 增加豎直桿件

增加豎直桿件的方法與增加水平桿件類似，不再贅述.

圖6為新建的二維支架，此模型的所有參數(shù)化約束均為自動(dòng)添加，修改標(biāo)注的數(shù)值模型會(huì)通過(guò)參數(shù)化的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的變化.

圖6 二維模型標(biāo)注示例(單位:mm)

3 基于BIM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享

該系統(tǒng)同時(shí)涉及三維實(shí)體建模、有限元計(jì)算、基于規(guī)范的單元驗(yàn)算、圖紙繪制等，數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜，全過(guò)程的數(shù)據(jù)流動(dòng)如圖7所示.

圖7 全過(guò)程的BIM信息管理

該系統(tǒng)涉及三套模型,即實(shí)體模型、計(jì)算模型、圖紙模型.這三個(gè)模型共用底層數(shù)據(jù)，任何一個(gè)模型的變化均能引起其他兩個(gè)模型變化.這三套模型的關(guān)系可用圖8來(lái)表示.

3.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

支吊架結(jié)構(gòu)中，預(yù)制化的數(shù)據(jù)相當(dāng)多，該系統(tǒng)分為三個(gè)庫(kù)進(jìn)行管理,即截面庫(kù)、連接件庫(kù)、設(shè)備庫(kù).這三個(gè)庫(kù)的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，所有數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)周期的各個(gè)階段共享.

截面庫(kù)存儲(chǔ)支吊架中桿件需要用到的截面，支吊架中的截面一般來(lái)說(shuō)都具有特殊性，截面的幾何數(shù)據(jù)需要事先計(jì)算并錄入庫(kù)中.

圖8 三種模型的關(guān)系

連接件庫(kù)儲(chǔ)存連接件的型號(hào)、三維實(shí)體形狀、連接條件以及承載力數(shù)據(jù)等.同一型號(hào)的連接件三維實(shí)體形狀相同，用dwg文件存儲(chǔ).不同類型連接件的連接條件不相同，如轉(zhuǎn)角連接件只能用在兩桿件相交處,而且對(duì)相交角度、桿件開(kāi)口方向等均有限制.連接件的承載力根據(jù)試驗(yàn)得出，不同的連接件承載力數(shù)據(jù)不同.連接條件及承載力均內(nèi)置在程序中.圖9是連接件的三維模型.

設(shè)備庫(kù)存儲(chǔ)設(shè)備的幾何信息及力學(xué)信息.幾何信息包括設(shè)備的幾何尺寸，力學(xué)信息主要包括設(shè)備的自重.設(shè)備庫(kù)的數(shù)據(jù)來(lái)源主要為《室內(nèi)管道支架及吊架圖集》(03S402).

3.2 實(shí)體模型與計(jì)算模型的信息共享

三維實(shí)體模型是真實(shí)模型的具體表示，計(jì)算模型是真實(shí)模型的抽象.該系統(tǒng)采用有限元理論進(jìn)行計(jì)算，實(shí)體中的桿件對(duì)應(yīng)有限元的梁?jiǎn)卧?，管道等設(shè)備轉(zhuǎn)換為恒荷載，底托等連接件轉(zhuǎn)換為支座信息，其他連接件在計(jì)算模型中不顯示，僅在驗(yàn)算時(shí)對(duì)承載力進(jìn)行驗(yàn)算.實(shí)體模型與計(jì)算模型的信息共享包括以下幾個(gè)方面：

(1) 幾何模型的差異處理

幾何模型的差異主要是指桿件的差異.計(jì)算模型將桿件抽象為梁?jiǎn)卧?，在抽象過(guò)程中會(huì)造成實(shí)體模型與計(jì)算模型不一致.圖10為抗震管卡三維實(shí)體模型與計(jì)算模型示意圖.從圖10可以看出，在實(shí)際模型中，三根桿件并不相交，而在有限元分析中，計(jì)算單元必須相交于一點(diǎn)才能進(jìn)行計(jì)算.在該系統(tǒng)中，通過(guò)在BIM中同時(shí)存儲(chǔ)顯示端點(diǎn)與計(jì)算端點(diǎn)來(lái)處理這種分歧.顯示端點(diǎn)為實(shí)體模型中的端點(diǎn)，計(jì)算端點(diǎn)為計(jì)算模型中的端點(diǎn).默認(rèn)顯示端點(diǎn)與計(jì)算端點(diǎn)一致，添加連接件時(shí)確定實(shí)際的顯示端點(diǎn)，連接件刪除之后，兩套端點(diǎn)重新恢復(fù)一致.

a 三維實(shí)體模型

b 計(jì)算模型

(2) 荷載轉(zhuǎn)換

在BIM中，既包含直接建立的荷載，又包含間接荷載，即需要通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換的荷載，需要轉(zhuǎn)換的荷載包括桿件和設(shè)備的自重、地震荷載、溫度荷載等.轉(zhuǎn)換途徑如圖11所示.

圖11 荷載轉(zhuǎn)換

在實(shí)體模型中可以直接新建荷載，新建的荷載以活荷載的身份參與荷載組合.

桿件以及管道等設(shè)備自重轉(zhuǎn)換為恒荷載.恒荷載通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算：恒荷載=線密度×長(zhǎng)度.桿件的線密度通過(guò)鋼材的密度計(jì)算生成，設(shè)備的線密度查詢《室內(nèi)管道支架及吊架圖集》(03S402)而得.

溫度荷載主要由管道等設(shè)備產(chǎn)生，管道由于溫差產(chǎn)生收縮，從而產(chǎn)生平面外的溫度荷載.溫度荷載采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，在新建設(shè)備時(shí)指定溫度系數(shù)，溫度荷載計(jì)算方法為：溫度荷載=設(shè)備自重×溫度系數(shù).

地震荷載也是由管道等設(shè)備產(chǎn)生.地震荷載依據(jù)《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50981—2014)中的第3.4條“地震作用計(jì)算”進(jìn)行計(jì)算，即根據(jù)設(shè)備位置、建筑類別、設(shè)備所屬系統(tǒng)等條件確定地震力的大小，F(xiàn)=γηζ1ζ2αmaxG，此式的具體含義參考規(guī)范式(3.4.5).

(3) 支座轉(zhuǎn)換

支座既包含手動(dòng)建立的抽象的支座，又包含底托轉(zhuǎn)換的支座，通過(guò)讀取產(chǎn)品庫(kù)中儲(chǔ)存三維實(shí)體的剛鉸接信息將底托轉(zhuǎn)換為計(jì)算模型中的單元約束.

3.3 實(shí)體模型與圖紙的數(shù)據(jù)共享

在該系統(tǒng)中，實(shí)體模型與圖紙共享數(shù)據(jù)，圖紙為實(shí)體模型的另外一種表現(xiàn)形式.

施工圖包含的信息如下所示：尺寸信息、桿件截面、連接件位置及型號(hào)、設(shè)備位置及型號(hào)、材料統(tǒng)計(jì)表格.

當(dāng)進(jìn)入圖紙模式時(shí)，連接件顯示為正交顯示模型，正交投影即為連接件圖紙表示.為了使圖紙更加簡(jiǎn)潔美觀，桿件不能用正交投影來(lái)顯示.桿件正交投影之后求出四個(gè)角點(diǎn)，以四個(gè)角點(diǎn)構(gòu)成的矩形來(lái)顯示桿件，同時(shí)在旁邊注明截面名稱.

圖紙的標(biāo)注直接用實(shí)體模型中參數(shù)化的標(biāo)注即可.

實(shí)體模型與圖紙本質(zhì)上屬于同一對(duì)象，實(shí)體顯示與圖紙顯示僅僅是同一對(duì)象的兩種不同的顯示方式.圖12為連接件的實(shí)體與圖紙的顯示對(duì)比.

a 實(shí)體顯示

b 圖紙顯示

4 應(yīng)用案例

4.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

該系統(tǒng)為慧魚(太倉(cāng))建筑錨栓有限公司合作開(kāi)發(fā)軟件.軟件采用C++語(yǔ)言，利用ObjectARX對(duì)AutoCAD軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā).

目前在土木行業(yè)，二次開(kāi)發(fā)一般選擇基于AutoCAD軟件或者Revit軟件.基于AutoCAD軟件是傳統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)模式，基于Revit軟件是最近興起的一種二次開(kāi)發(fā)模式.經(jīng)過(guò)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，AutoCAD 軟件在慧魚公司是必備軟件，慧魚公司員工對(duì)AutoCAD軟件的使用也非常熟悉，相比之下，慧魚公司員工對(duì)Revit軟件使用很少.Revit軟件在BIM應(yīng)用方面擅長(zhǎng)多專業(yè)協(xié)同，而該系統(tǒng)側(cè)重于全過(guò)程設(shè)計(jì)并非多專業(yè)協(xié)同，AutoCAD軟件能滿足該系統(tǒng)的需求，因此最終決定采用AutoCAD軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā).

4.2 案例展示

目前已經(jīng)將此軟件成功應(yīng)用在各大工程案例中.典型案例包括深圳萬(wàn)科臻山府地下室管道安裝工程項(xiàng)目、中國(guó)移動(dòng)(河南)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目、大連英特爾項(xiàng)目等30多個(gè)項(xiàng)目.

以中國(guó)移動(dòng)(河南)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目為例，此項(xiàng)目總建筑面積為2.07×105m2，總高四層的B01、B02數(shù)據(jù)中心機(jī)房走廊，采用慧魚支吊架系統(tǒng)，用以固定冷卻水管等設(shè)備.圖13為實(shí)際的安裝完成圖.

圖13 實(shí)際安裝圖

圖14分別為實(shí)體模型、計(jì)算模型以及圖紙模型的顯示.建模時(shí)以實(shí)體建模為主，但是可以隨時(shí)切換為計(jì)算模型或者圖紙模型進(jìn)行查看和修改.

經(jīng)設(shè)計(jì)人員反饋，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建模效率提高了50%以上，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 支吊架中連接件種類繁多，在建模時(shí)手動(dòng)布置三維連接件費(fèi)時(shí)費(fèi)力，自動(dòng)化的三維智能建模系統(tǒng)使得用戶能夠一鍵將連接件布置在正確位置.

(2) 在傳統(tǒng)的參數(shù)化建模中，添加約束需要考慮約束的合理性，合理性包括：欠約束、過(guò)約束、編輯模型是否方便、約束標(biāo)注是否美觀等.該系統(tǒng)能夠自動(dòng)添加參數(shù)化的約束，減少了手動(dòng)添加約束的過(guò)程.添加的約束可以直接用于圖紙標(biāo)注，減少了圖紙標(biāo)注過(guò)程.

(3) 通過(guò)將實(shí)體建模、計(jì)算分析、圖紙繪制融為一體，改變了設(shè)計(jì)人員將實(shí)體建模、計(jì)算分析、圖紙繪制相互獨(dú)立的傳統(tǒng)工作流程.

5 結(jié)論

(1) 設(shè)計(jì)了基于動(dòng)態(tài)捕捉的三維智能建模系統(tǒng).此建模方式使得用戶能夠通過(guò)三維動(dòng)態(tài)捕捉方式將三維連接件及設(shè)備布置在正確位置，簡(jiǎn)化了建模流程，提高了建模效率.相對(duì)于其他建模軟件，不用關(guān)心瑣碎的坐標(biāo)、用戶坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系，無(wú)需掌握三維建模的步驟，用戶學(xué)習(xí)門檻降低.

a 實(shí)體模型

b 計(jì)算模型

c 圖紙模型

(2) 設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)增加約束的參數(shù)化建模系統(tǒng).此系統(tǒng)有以下兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：① 實(shí)現(xiàn)了支吊架系統(tǒng)的參數(shù)化建模，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了參數(shù)化約束的自動(dòng)生成，使用戶在建模過(guò)程中不用關(guān)心添加約束的細(xì)節(jié);② 自動(dòng)生成的參數(shù)化約束可以直接用在圖紙繪制中，解決了傳統(tǒng)的BIM軟件繪制的圖紙無(wú)標(biāo)注或者標(biāo)注混亂的問(wèn)題，而且在圖紙中修改標(biāo)注可以直接引起模型的同步修改.

(3) 利用BIM技術(shù)將實(shí)體模型、計(jì)算模型、圖紙模型融為一體,實(shí)現(xiàn)了支吊架的實(shí)體建模、計(jì)算分析、圖紙繪制的全過(guò)程設(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)體建模、計(jì)算分析、圖紙繪制相互獨(dú)立的工作流程.實(shí)體模型、計(jì)算模型、圖紙模型是同一底層數(shù)據(jù)的三種不同外在顯示，在任意模型中的修改均能自動(dòng)同步到另外兩個(gè)模型之中，實(shí)現(xiàn)了真正的BIM全過(guò)程設(shè)計(jì).