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BIM结构计算分析软件有哪些?基于Revit的结构专业分析软件初探

发布:中文网小编3号 浏览:6547人 分享
发布于:2020-07-17 15:41

    目前,以Revit为代表的国外主流BIM设计软件已遍布国内市场,Revitt能够实现建筑、结构、施工、设备等多专业协同设计。但是,限于Revit本身没有计算能力,目前结构工程师接受和应用BIM的深度和广度远低于建筑工程师。,BIM技术在我国结构设计方面的应用尚未得到推广。那么,我们自然想到来使用国外的结构分析软件(Robot)或是开发适合本土软件(PKPK、盈建科)口味的接口,事实上,这样做是否可行呢,下面就跟随小编一同体验下。

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    1、Robot与Revit的应用结合

    AutodeskRobotStructuralAnalysis(简称Robot)是一款基于有限元理论的结构分析设计软件,软件前身属于全球最主要的结构分析和设计软件开发商之一的Robobat公司。2008年Autodesk公司将其收购,逐渐发展为面向建筑、桥梁、土木和其他专业提供结构分析设计功能的集成化软件,在BIM领域发挥着重要的作用。但是由于该软件所含中国规范(荷载规范《GB50009-2001》,抗震规范《JTJ004-89》、《JTJ225-98》、《GBJ50011-2001》、《GB50191-93》、《GBJ11-89》,设计规范《GB50010-2002》、《GB50017-2003》)有限,且版本都比较陈旧,加上国内结构师的设计习惯,因此该软件在我国使用率还比较低。

    (1)与Revit无缝对接

    Robot与Revit软件同属于Autodesk公司,两者之间的结构模型数据可以实现很好的传递,避免了结构模型通过软件接口或中间格式导入其他分析软件可能出现的数据异常,如截面不匹配、材质信息丢失等,实现了建模软件与结构分析软件之间更好的结合。同时,由于两款软件之间的双向连接,设计师在结构设计过程中可根据分析结果对模型进行修改调整,使得结构分析设计结果更加精准,设计效率得到极大提高。

    Robot所进行分析的结构模型是由Revit所创建,结构物理模型与分析模型一一对应。Revit中虽然不能对结构模型进行分析,但是需要在Revit中进行边界条件、荷载和荷载组合等分析元素设置以及基于速博插件的计算准备工作。在Revit中完成结构分析元素设置以及荷载传递等计算准备工作后,通过与Robot软件双向链接接口程序,将模型数据发送到Robot中进行结构分析计算。实现了建模软件与计算分析软件之间的高效协同,数据无缝对接。

    (2)强大的网格划分功能

    Robot软件中提供了强大的有限元网格生成技术,包含Delaunay划分方法、Coons划分方法以及网格自动划分。通过这些方法对结构进行有限元网格划分,并且根据需要可以对网格进行手动调整细化,以满足分析精度要求。Robot中这些强大的网格划分工具为结构师快速进行有限元网格划分提供了强有力的支持。

    (3)完善的分析功能

    Robot是一款功能强大的结构分析设计软件。结构工程师通过Robot软件能够对替代方案和某方案特定结构的线性或者非线性行为进行研究。其中包括了重力二阶效应分析、塑性铰分析、索单元分析、单向拉/压杆和约束分析;此外,Robot拥有先进的快速动态解算器,能够确保用户对不同规模的结构进行反应谱、谐响应、时程等的动态分析。

    (4)支持多国规范及语言

    Robot软件中加载了超过40个国家的标准及规范,可同时支持多种语言的操作,并输出计算结果、钢筋列表、设计过程文件以及钢筋图等。另外,Robot软件的操作比较灵活,它可以通过自定义计算来输出模板,同时满足多个国家的标准。

    (5)配筋设计。

    结构计算分析完成后,软件会自动读取分析结果,选择最不利工况对构件进行配筋设计。计算完成后,软件将以图形和表格的形式显示计算结果,并可以利用报告生成器功能进行计算书的输出以及屏幕捕捉。根据Robot计算得出的构件配筋数据信息,在Revit中使用速博插件Extensions对构件输入准确的钢筋数据,进行三维钢筋的快速绘制。

    2、盈建科与Revit的应用结合

    盈建科软件(YJK)在Revit平台基础上开发了YJK结构模块插件,目的是实现盈建科软件与Revit之间上部结构、基础、配筋以及钢结构模型数据的一键式传递。

    (1)Revit模型导入YJK

    在Revit软件中利用导出结构模型模块的功能,可以自动识别Revit模型中的结构构件,并且通过判断构件之间的空间位置来构造出构件的连接关系,最大程度上实现生成模型的可用性。在导出YJK模型时,需要设置导出选项以及截面匹配。由于Revit的族类型比较丰富,几何样式多变,而盈建科结构设计软件支持的截面类型有限,因此需要通过截面匹配来保证两款软件之间构件截面的一致性,使模型得以准确传递。

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    导出YJK上部结构相关设置

    (2)YJK模型导入Revit

    将YJK结构模型导入Revit软件中,首先需要对两款软件进行模型关联,模型关联是实现YJK模型信息、钢筋信息准确无误传递到Revit中的关键,也是进行模型数据更新的必要步骤。目前通过导入上部结构模型可以实现构件截面、材料、几何位置、荷载等内容的转换,利用构件参数和命名规则等多样化的参数来设置构件,使转换生成的结构模型更具多样性和灵活性。

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    YJK结构模型导入Revit

    (3)模型更新

    当需要对YJK结构模型进行调整时,可以通过模型更新功能将调整后的YJK模型更新至既有的Revit模型中,对修改部分进行更新,未调整部分保持不变,既提高了模型转换的快速性和准确性,又可以保留原始Revit模型信息的完整,避免了调整模型后的重复转换过程,同时还可以将更新历史进行记录,生成更新报告,极大提高了设计效率。

    (4)三维钢筋

    在Revit中导入配筋模型主要实现了将YJK施工图设计部分的构件信息以三维模式呈现到Revit当中,并将YJK的钢筋适配信息作为共享参数转入到Revit模型当中。目前可以实现YJK中梁、柱、墙、楼板的几何模型以及梁、柱、墙体配筋信息的导入(不支持导入板的配筋信息)。配筋模型是生成Revit平法施工图和三维钢筋模型的基础,而形成配筋模型需要在YJK中对结构模型完成建模、计算、以及施工图部分的生成,并在模型关联时生成模型的计算信息。

    配筋模型导入Revit后,相应钢筋数据也会以共享参数的形式存入到构件的属性当中,参数取值来自于YJK软件施工图模块的实际配筋数据,可以通过单击方便的查看各个构件的配筋信息。以YJK模型中施工图信息为基础,通过创建钢筋功能可以实现Revit中梁、柱、墙等单个或批量构件三维钢筋的自动生成。每根钢筋上绑定共享参数,将钢筋类型、所属构件、钢筋重量等信息写入到属性参数当中,并可以使用Revit明细表对单层或全楼的钢筋量进行统计。

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    3、PKPK与Revit的应用结合

    建研科技PKPM结构分析软件与国家规范紧密结合,在建筑结构设计领域得到了广泛的运用,并且开发了PKPM与Revit双向数据接口。同时也通过建立了保证结构计算数据和Revit数据一致的模型更新机制。以求最大程度上实现了结构设计模型和Revit三维结构模型的数据共享及信息协同。

    但是经小编亲身体验,还是存在构件信息转换丢失,位置传递错移,虽说接口大体上实现了Revit模型数据和PKPM模型数据的双向转换,直轴线、弧轴线、标高、楼层、竖直柱、斜柱、直梁、弧梁、直墙、弧墙、普通楼板、斜板、墙洞、板洞、竖井、材料、截面等均能转换,但是转换率的问题小编就保留意见啦。我们在把做完计算分析后的模型使用接口软件转到Revit,做后续的多专业协同设计和模型更新,再返回PKPM中时,又需要再次设置导入条件,这样一来还是有些麻烦的。

    综上,Robot作为与Revit双向数据链接最好的结构设计分析软件,由于各种因素的限制,目前对于我国的结构设计不太适用。而符合本土的PKPM与盈建科软件也都为解决BIM在我国结构设计中应用存在的问题做出了巨大贡献。但是同样也由于构件转换率及信息缺失等限制条件没有得到广泛推广。另一方面,Revit的平台是开放的,它具有强大的二次开发端口,这为编程人员根据实际需求进行二次开发提供了便利条件,我们期待通过专业技术人员的不懈努力,早日解决BIM在结构分析中的尴尬状况,使得结构专业在整个三维信息链中不再成孤岛。


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