P-Trans接口軟件實際工程應用

張洪磊 喬保娟 楊廣劍

(建研科技股份有限公司設計軟件事業部，北京100013)

1 前言

BIM(Building Information Modeling)作為目前的一種全新的技術，如何在工程建設各階段發揮作用是未來研究的關鍵，實現同階段不同數據的橫向打通對提高生產效率有較大的意義[1]。隨著BIM技術在國內外建筑行業的普及應用，各類軟件需要共享模型數據，但在目前不同軟件的模型數據轉換大多是通過人工完成的[2]。PKPM作為國內使用率最高的建筑結構類軟件，建研科技股份有限公司設計軟件事業部(PKPM CAD工程部)應廣大用戶的要求，開發了PTrans外部接口軟件，實現PKPM建筑結構模型(包括計算模型)與多款BIM軟件以及多種結構軟件的數據接口。經過幾個月的測試及用戶試用反饋，軟件成熟度有了較大提高，穩定性，健全性也有了進一步提升。本文將就ETABS和REVIT軟件的實際工程應用、PM數據完備性、特色功能予以簡要介紹。

2 軟件基本功能與架構

為了能方便地與各軟件進行接口轉換，程序設計了一個中間的數據容器，其描述了建筑工程所需的各類基本數據，各類軟件包括PMCAD都可以將自己的數據轉換到容器內，同時也可以從容器內提取所需的數據，形成自己的模型。這樣便簡單實現了PKPM與其他軟件數據接口的統一轉換，更便于管理。架構示意如圖1所示。

圖1 P-Trans基本架構

3 P-Trans數據完備性驗證

本節將通過一個實際工程轉換前和轉換后兩個模型利用SATWE計算后的結果的比較，說明PMCAD轉換的數據完備性。

3.1 工程模型及模型特點

本文選取的驗證工程如下:

圖2 PMCAD中某實際工程側視圖

3.2 模型特點

為了說明問題，使該模型具有以下常見工程特點:

·梁墻偏心

·厚度板(布置荷載)

·全房間洞

·用戶指定抗震等級和混凝土等級

·設置了活荷載折減參數

·梁荷載、節點荷載

·支座類型編輯

3.3 計算結果比較

由于計算結果數據量較大，我們暫選取個別總體參數和層參數進行比較。選擇的比較數據為:總信息、地震作用下X向樓層層間位移、位移角對比曲線圖作為對比。

由總信息比較表(表1)可以看出，結構總重、總軸力、周期等值誤差很小，工程上可以接受，其他未列出的如周期比，柱傾覆彎矩等也在同樣的誤差范圍內。

圖3與圖4分別為該建筑在地震作用下X向、Y向的最大位移曲線，由圖中可以看出，誤差很小。另外，風荷載的作用下樓層位移的結果與該結果相似，誤差也很小。

由圖5、圖6同樣可以看出，地震作用下X、Y向位移角也差別不大。

其他未列出的如柱剪力，傾覆力矩等數據，轉換前和轉換后的模型，計算結果也保持很高的一致性。

圖3 地震作用下X向位移比較

表1 總信息比較表

3.4 本節結論

通過分析轉換前、后兩個模型的計算結果，各類計算結果數據的差距均在1% ～5%以內，由此可以得知，在模型轉換過程中，未損失模型的關鍵數據，完全符合工程上的使用要求。也證明了P-Trans在數據轉換的過程中，可以保證模型數據的完備性。

圖6 地震作用下Y向位移角

4 接口軟件在Revit和ETABS上的工程轉換實例

為了證明P-Trans的通用性和適用性，與Revit和ETABS的轉換分別選擇了五個工程和一個工程進行說明，并舉例比較說明了由連接關系不明確的Revit模型導入PMCAD時經過接口處理和不經過處理產生的差異。

4.1 PMCAD與Revit的轉換

PMCAD與Revit的接口目前支持Revit2012～2014版本，各個版本的功能相同，PMCAD中的各種截面梁、柱、撐等，都可正常轉換，并可自動或手動匹配軟件中帶的族。對于用Revit系統族創建的模型或由PMCAD轉換來的模型，用戶無須做截面匹配。

圖7為PMCAD中各種截面柱與Revit相互轉換例子:

圖7 PMCAD截面與Revit族轉換實例

圖8為Revit自帶的樣例工程轉到PMCAD中的結果，該工程的特點是Revit樓板的邊界部分超過了邊緣梁或墻，P-Trans自動將挑出去的部分轉換成了懸挑板。含有的越層墻也可正常轉換。

圖8 PMCAD轉某Revit工程示例

圖9為PMCAD的某工程轉到Revit的結果，該工程的特點是頂部呈傾斜狀態，使用了大量的跨層撐、上節點高和梁頂標高，并上下層封口。選擇該工程主要為了說明P-Trans對斜梁，斜撐及山墻轉換的正確性。

圖9 Revit轉某PMCAD工程示例

圖10為PMCAD的某工程轉到Revit的結果，該工程共125層，高度為646m，選擇該工程為了說明P-Trans的數據容量對大體量工程的適用性。

除此之外，我們將大量的多高層工程從PMCAD轉Revit之后，再把Revit模型轉回到PMCAD中，模型幾何構型均保持一致，如圖11所示。

圖10 Revit轉某PMCAD工程示例

圖11 Revit與PMCAD雙向轉換工程示例

測試結果表明，P-Trans可適應各類復雜工程轉Revit和轉PMCAD的需求。

除此之外，由于Revit模型較多的為建筑類模型，很多用戶一般通過一道長墻或長梁來建模，那么在轉入PMCAD時，長墻或長梁中間時與其他梁、墻相交時必須建立正確的連接關系并打斷;本來設計為簡支梁的模型在轉換后可能會變為懸臂梁，這樣將對計算結果產生很大的影響。又如，建筑外立面考慮柱外側與梁、墻外側平齊時也會產生一部分偏心處理。接口軟件中對類似的情況均做了處理，通過不處理和增加處理，分別轉換相同的Revit模型，處理前后的效果如圖12所示。

4.2 PMCAD與ETABS的轉換

PMCAD與ETABS的轉換可包含荷載定義和布置數據，方便用戶使用PKPM的計算軟件和ETABS的計算結果進行比較。

圖12 處理前后某工程局部效果比較圖

圖13中的實際工程，總高度為40m，帶1層地下室。在由PMCAD轉換到ETABS2013后，SATWE與ETABS的周期如表2所示。從表2可以看出，模型在轉換前后保持了結構數據的完備性和真實性，計算結果可用于實際工程不同軟件計算結果比較。

圖13 某實際工程側視圖

表2 周期比較

5 小結

P-Trans接口軟件目前經過大量的測試及用戶試用反饋，并及時實現用戶新需求，基本能夠滿足用戶對PKPM與Revit和ETABS數據雙向互轉的需求，并可保證數據的完備和可靠性。用戶在用Revit建模后，可以直接使用接口軟件將模型轉到PKPM中做計算分析。也可將PMCAD模型轉入到ETABS，利用SATWE或PMSAP進行計算后與ETABS的結果進行計算結果比對。因此，使用P-Trans便解決了同一工程中同時使用多款軟件時模型數據轉換與共享的問題，必將較大地提高工程師的工作效率。

[1]何清華，錢麗麗，段運峰，李永奎.BIM在國內外應用的現狀及障礙研究[J].工程管理學報.2012，26(1):12-16.

[2]黃吉鋒，張漢義，聶祺.BIM技術在結構設計軟件中的應用[J].土木建筑工程信息技術，2011，4(3):58-62.

[3]ETABS中文使用手冊

[4]Autodesk.Revit2014 APIDeveloper Guide.

Application of Interface Software P-Trans