由建筑结构计算分析模型到BIM模型的数据转换系统的制作方法

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电子设备、存储介质的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（ram）、内存、只读存储器（rom）、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。下面参考图14，其示出了用于实现本技术方法、系统、设备实施例的服务器的计算机系统的结构示意图。图14示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图14所示，计算机系统包括中央处理单元(cpu，central processing unit)601，其可以根据存储在只读存储器(rom，read only memory)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(ram，random access memory)603中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 603中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu 601、rom 602以及ram 603通过总线604彼此相连。输入/输出(i/o，input/output)接口605也连接至总线604。以下部件连接至i/o接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(crt，cathode ray tube)、液晶显示器(lcd，liquid crystal display)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如lan(局域网，local areanetwork)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至i/o接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分608。特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)601执行时，执行本技术的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本技术上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本技术的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

背景技术：

1、现有建筑结构正向三维bim设计流程，需先采用结构计算软件进行结构计算，再采用三维bim建模软件进行三维建模，将结构bim模型与建筑bim模型进行合模切图成图。结构设计用于建筑结构内力分析，故结构构件主要为以节点杆件形式表达。而结构bim模型用于成图，几何精度要求高，主要以几何体形式表达，故虽然两个模型两者表达的内容相同，一一对应，但由于用途及精度不同，两个模型相互独立。

2、由于建筑设计过程中存在频繁修改，故现有结构正向三维bim设计存在以下问题：多次修改后两个模型不对应，存在设计风险，尤其是bim模型与计算模型不一致可能造成实际建成建筑受力不合理的风险；结构bim模型需要额外建模并跟进计算模型修改，工作量大，且跟进速度慢，导致工期延长，效率低；由于上述问题的存在，将结构三维计算模型与结构三维bim模型能实现合“二”为一，是整个建筑行业一直以来的目标。国外也存在将三维bim模型转换为结构三维计算模型的案例，但此流程仍需在两个软件之间转换，不适合国内高速设计周期，也不符合国内设计师希望快速结构计算用以确定结构设计方案的设计习惯。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即多次修改后两个模型不对应，存在设计风险，尤其是bim模型与计算模型不一致可能造成实际建成建筑受力不合理的风险；结构bim模型需要额外建模并跟进计算模型修改，工作量大，且跟进速度慢，导致工期延长，效率低的问题，本发明提供了一种由建筑结构计算分析模型到bim模型的数据转换系统，所述数据转换系统包括：

2、数据获取模块，用于获取建筑结构计算分析模型的结构数据，所述结构数据包括构件几何信息和构件类型；所述构件类型包括梁构件、剪力墙构件、柱构件、异形构件；

3、几何处理模块，用于基于所述构件几何信息和所述构件类型对所述结构数据进行几何处理得到第一结构数据；

4、映射建立模块，用于建立所述第一结构数据与ifc类型数据之间的映射关系；

5、数据转换模块，用于基于所述映射关系将所述第一结构数据转化为ifc类型数据。

6、在一种优选的实施方式中，基于所述构件几何信息和所述构件类型对所述结构数据进行几何处理包括：对2个相交的构件进行几何处理和对3个相交的构件进行几何处理。

7、在一种优选的实施方式中，对2个相交的构件进行几何处理包括：

8、当剪力墙构件与剪力墙构件相交时，不进行处理；

9、当剪力墙构件与柱构件相交时，不进行处理；

10、当柱构件与梁构件相交时，不进行处理；

11、当梁构件端部与剪力墙构件端部共点，且90度垂直相交，将剪力墙构件自动延伸至梁构件的外边；

12、当梁构件端部和剪力墙构件端部非共点，或梁构件端部和剪力墙构件端部共点但非90度垂直相交时，剪力墙构件和梁构件都保持不变；

13、当梁构件的第一边部分突出剪力墙构件的内侧，梁构件的第二边和剪力墙的外侧形成缺口时，剪力墙构件维持不变，以剪力墙构件为支座，将梁构件与剪力墙构件相交的一端延长，直至存在缺口的梁构件的边相交于剪力墙构件的内侧上的一点，然后用剪力墙构件的内侧一边构造一个切面去裁切梁构件，形成一个带切面的梁构件。

14、在一种优选的实施方式中，对2个相交的构件进行几何处理还包括：

15、当梁构件与梁构件垂直相交、或钝角相交、或锐角相交时，将两个梁构件的外边延长并交汇于一点，将第一两个梁构件的内边延长并交汇于第二个另外一个梁构件的外边上，将第二个梁构件的内边延长并交汇于第一个梁构件的外边上。

16、在一种优选的实施方式中，对3个相交的构件进行几何处理包括：

17、当剪力墙构件、剪力墙构件、剪力墙构件相交时，保持原样不变；

18、当剪力墙构件、剪力墙构件、柱构件相交时，保持原样不变；

19、当剪力墙构件、柱构件、柱构件相交时，保持原样不变。

20、当剪力墙构件、柱构件和梁构件相交时，按剪力墙构件和柱构件的包络线进行包络固定，在剪力墙构件与柱构件包络固定后，对梁构件与柱构件的包络线进行包络，随后对梁构件进行裁切延伸处理，保证梁构件的端头完全深入到墙构件和柱构件的包络线内部。

21、在一种优选的实施方式中，对3个相交的构件进行几何处理还包括对3个梁构件相交时的处理；

22、当梁偏心外偏时，将需要搭接的梁构件两边都延伸至偏心梁构件的外边，并沿着偏心梁构件的外沿将延长的两边连接起来；

23、当梁偏心内偏时，梁构件的端头会突出到偏心梁的外边，用偏心梁构件的外边去剪裁其搭接的梁构件，剩下的就是需要保留的梁构件；

24、当3个梁构件相交且具有两个斜梁构件时，先把两个斜梁构件按的梁构件与梁构件相交的情况处理，接着再处理非斜梁的梁构件：若非斜梁的梁构件端头部分完全在另外两个斜梁构件的内部，则不用处理；若非斜梁的梁构件在其端头处突出到两个斜梁构件的外部时，用两个斜梁构件的外边裁切掉突出的部分，即为非斜梁的梁构件构造多个切面；

25、当3个梁构件相交，只有两个梁构件共线时，保持两个共线的梁构件的不变，找出斜梁构件与两个共线的梁构件的包络线，随后对斜梁构件进行延伸裁切处理，保证斜梁构件在相交处的端头完全深入斜梁构件与两个共线的梁构件的包络线的内部；

26、当3个梁构件相交，且3个梁构件均不共线时，找出3个梁构件的6条边的包络线，对每个梁构件的端头进行裁剪延伸处理，保证每个梁构件在相交处的端头完全深入到6条边的包络线的内部。

27、在一种优选的实施方式中，对3个相交的构件进行几何处理还包括对剪力墙构件、剪力墙构件与斜梁构件相交时的处理，具体包括：

28、将斜梁构件和剪力墙构件相交的一端延长至穿过剪力墙构件，但不能超出剪力墙的厚度范围内；

29、将斜梁构件和剪力墙构件相交的一端延长，穿过剪力墙构件，但不能超出剪力墙的厚度范围内的方法包括：将斜梁构件和剪力墙构件相交的一端延长到剪力墙构件的中线，然后用剪力墙构件的中线构建切面，用构件好的切面裁切延长后的梁，形成带多个裁切的梁构件。

30、在一种优选的实施方式中，建立几何处理后的结构数据与ifc类型数据的映射关系包括：

31、所述第一结构数据中的剪力墙构件在ifc类型数据中的定义是ifcwalltypeenum为shearwall；

32、所述第一结构数据中的支撑构件在ifc类型数据中的定义是ifcmembertypeenum为brace；

33、用拉伸体的方式来表达所述第一结构数据中的构件的几何体；规则的拉伸截面在ifc类型数据中的定义是ifcprofiledef；

34、当所述第一结构数据中的构件的截面为长方形时，在ifc类型数据中，用ifcrectangleprofiledef定义；当所述第一结构数据中构件的截面是梯形时，在ifc类型数据中用ifctrapeziumprofiledef定义；

35、当所述第一结构数据中的构件的截面为不规则的拉伸截面，在ifc类型数据中用ifcarbitraryclosedprofiledef定义，ifcarbitraryclosedprofiledef由形成截面轮廓的所有点构成，拉伸的长度为构件的高度；拉伸的方向包括垂直向上；

36、当对所述第一结构数据中拉伸出来的构件做裁切处理时，通过表达裁切结果或表达裁切过程的方式表达被裁切处理的拉伸出来的构件。

37、对于所述第一结构数据中的梁构件，在竖着拉伸建模后，需要再增加一个放倒的变换操作，确保所述梁构件是横着放置的。

38、在一种优选的实施方式中，当所述构件类型为异形构件时，不对所述异形构件进行几何处理，直接使用建模软件对所述异形构件建模，然后再导出成ifc模型；在ifc类型数据中使用ifcfacetedbrep来描述异形构件。

39、本发明的第二方面，提出一种由建筑结构计算分析模型到bim模型的数据转换方法，基于上述由建筑结构计算分析模型到bim模型的数据转换系统工作，所述数据转换方法包括;

40、获取建筑结构计算分析模型的结构数据，所述结构数据包括构件几何信息和构件类型；所述构件类型包括梁构件、剪力墙构件、柱构件；

41、基于所述构件几何信息和所述构件类型对所述结构数据进行几何处理得到第一结构数据；

42、建立所述第一结构数据与ifc类型数据之间的映射关系；

43、基于所述映射关系将所述第一结构数据转化为ifc类型数据。

44、本发明的有益效果：

45、（1）本发明由建筑结构计算分析模型到bim模型的数据转换，不需要靠设计师手动修改，省时省力，解决了结构计算模型和结构bim模型对不上的“潜在”问题，提高了设计质量；

46、（2）本发明能实现结构计算模型和结构bim模型直接的自动转换，即实现计算模型和bim模型“二模合一”，并且精度高，并且省时省力；

47、（3）本发明适合国内高速设计周期，符合国内设计师希望快速结构计算用以确定结构设计方案的设计习惯。