鋼結構應用軟件中的DXF文件接口實現技術

楊 洋，盧清平，徐華麗

（皖西學院信息工程學院，安徽 六安237012）

隨著鋼結構工程的發展，鋼結構CAD軟件的應用越來越多，但是各種軟件都有自己專用的構件文件格式，使得各軟件之間進行數據交換變得困難。很多系統為了解決數據交換的問題，都提供了通用的圖形數據交換文件格式。DXF（Drawing Exchange File）圖形交換文件是AutoCAD與其他鋼結構設計軟件之間進行數據交換的一種通用的圖形交換格式［1］。姚宜斌等［2］通過對DXF中實體數據存儲規則的研究，實現了多圖系圖件轉換過程中圖塊的整體轉換；文獻［3］在AutoGIS中設計了對DXF與Shape文件的無損共享，李晨［4］研究了基于XML的工程圖形數據倉庫，李英琳等［5］設計與實現了服裝樣板數據的二進制DXF文件交換格式及其轉換接口，鄭盛梓等［6］探討了三維曲面可視化及復雜曲面表示問題，并實現DXF文件轉換與圖件的操作功能等。本文將采用JAVA技術解決鋼結構構件數據與DXF文件的轉換接口問題。

1 CAD中的DXF文件格式

DXF可以分為兩類：ASCII格式和二進制格式，絕大多數CAD系統都能讀入或輸出DXF文件。ASCII格式的DXF文件可閱讀性強，配合編碼頁，可以被文本閱讀器讀出，顯示為文本的格式。ASCII格式DXF文件的基本組成包括標題段（HEADER），包含圖形的基本信息；類段（CLASSES），包含應用程序定義的類的信息；表段（TABLES）；塊段（BLOCKS），包含構成圖形中每個塊參照的塊定義和圖形圖元；實體段（ENTITIES），包含圖形中的圖形對象（圖元）；對象段（OBJECTS），包含圖形中的非圖形對象；以及文件結束標記EOF。其中每個段內都由組（Group）構成，每組里又分為組值和組碼，具體結構如圖1。

圖1 DXF文件結構圖

組碼用來標識數據的意義，組值用來存放數據的具體數值。組值和組碼在DXF中由兩行定義［2］，如下：

組碼是一個整數，它的值說明了組值的類型，如為0～9，則組值表示為字符型，10～59表示為實型，60～99表示為整型，100表示為字符串等。組碼也表示了組值的具體含義，即組碼和組值的對應關系，如表1。

表1 組碼和組值的對應關系

DXF文件中圖元的主要信息存儲在ENTITIES段中，其中ENTITIES段包含以下圖元對象：點（POINT），直線（LINE），文字部分（TEXT），多義線（POLYLINE），多義線頂點（VERTEX），實體結束（ENDSEC），塊（BLOCK），插入（INSERT）等。

2 鋼結構構件數據與DXF文件的對應關系

在鋼結構構件庫中包含有各種構件的截面尺寸、截面面積、截面特性等參數［7］。鋼結構住宅構件截面形式有柱和梁兩種，細分為：H型鋼柱、窄翼十字型、丁字型組合柱、勁性混凝土柱、焊接箱型柱、冷彎—焊接箱型柱、鋼管柱等［8］。本文以H型鋼柱為例，它的對稱截面包括截面高、截面寬、腹板厚、翼緣厚等數據。圖2是對稱H型鋼柱的截面示意圖。

圖2 對稱H型鋼柱的截面示意圖

參數截面高h是指整個截面的最高度，截面寬b是指整個截面的最寬度，翼緣厚t是指翼緣板壁的厚度，腹板厚tw是指翼緣以下的豎向板的側壁。

H型鋼柱有若干個規格，每個規格都有自己的截面樣圖，可以將某個規格的截面樣圖存放在一個DXF文件中。在DXF文件的BLOCK段中存放組成截面的其他信息，本例中ENTITIES段中存放的圖元對象包括點（POINT）、直線（LINE）、上翼緣和下翼緣的4個頂點以及腹板和翼緣接觸的頂點定義為POINT圖元，X，Y軸坐標均可由4個參數計算處理得到。上翼緣、下翼緣邊線和腹板邊線定義為LINE圖元。下面以上翼緣的上邊線為例，進行LINE圖元的接口設計。表2為上翼緣上邊線的LINE實體信息。

表2 上翼緣上邊線的LINE實體信息

3 DXF文件轉換接口的JAVA程序設計

3.1 接口界面設計

實現DXF文件轉換的接口程序在JAVA開發環境下完成，程序可以將鋼結構構件的DXF文件轉換成JPG等格式文件，并將構件的圖形顯示在界面上，實現了DXF文件與其他圖形文件的數據轉換，界面如圖3所示。

圖3 DXF文件轉換界面

3.2 接口代碼設計

代碼編寫時，考慮設計了文件類型對象file及其BufferedReader 對 象 reader，reader＝new BufferedReader（new FileReader（file）），String類型的groupCode［］表示組碼，以及String類型的對象tempString，實現了對DXF文件ENTITIES段中LINE圖元的讀取功能。主要代碼如下：

4 結語

本文針對鋼結構構件的特點并以H型鋼柱的LINE圖元信息格式為例，分析了鋼結構構件H型鋼柱信息的DXF文件存儲方式，并利用JAVA技術實現了DXF文件的LINE圖元格式轉換，為其他軟件文件與DXF文件設計了有效的接口，利用H型鋼柱數據驗證了其可行性、有效性，為其他設計軟件與CAD之間建立了數據通道。

［1］郭瑞良，張輝.服裝CAD中的DXF文件格式及接口程序［J］.北京服裝學院學報，2007，27（1）：34-40.

［2］姚宜斌，孔建.基于DXF文件的圖件轉換方法研究及程序實現［J］.大地測量與地球動力學，2011，31（1）：117-121.

［3］孫曉莉，趙俊三.DXF文件到Shape文件無損轉換方法的研究［J］.科學技術與工程，2011，11（14）：3336-3341.

［4］李晨.用VC實現基于DXF文件的AutoCAD數據共享接口［J］.工業控制計算機，2010，23（4）：76-77.

［5］李英琳，閆亦農，張鴻志.服裝樣板數據的二進制DXF文件交換格式及其轉換接口［J］.天津工業大學學報，2007，26（5）：36-39.

［6］鄭盛梓，姚涵珍，周桂英.復雜曲面三維建模及讀取數據方法的研究［J］.天津科技大學學報，2004，19（2）：59-61.

［7］舒贛平，范圣剛.鋼結構構件設計的CAD技術［J］.東南大學學報，2000，30（4）：54-58.

［8］陳紹藩.建筑鋼結構設計規范 GB50017［S］.2003-12.