【摘要】針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)智能開(kāi)孔，在簡(jiǎn)述當(dāng)前開(kāi)孔不足的基礎(chǔ)上，明確需求，開(kāi)發(fā)出新型智能化開(kāi)孔工具，旨在為實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)孔設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。 

　　【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)孔;智能開(kāi)孔;智能工具開(kāi)發(fā) 

　　如今，三維設(shè)計(jì)已經(jīng)在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)工作中得到廣泛應(yīng)用，對(duì)建筑與結(jié)構(gòu)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)，往往要對(duì)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)實(shí)施開(kāi)孔設(shè)計(jì)，用于滿(mǎn)足實(shí)際工程要求，比如在暖通風(fēng)管穿墻的部位，建筑專(zhuān)業(yè)要在墻體上進(jìn)行一定尺寸孔洞的預(yù)留。實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)孔能有效提高設(shè)計(jì)效率，解決開(kāi)孔各方面問(wèn)題，為施工提供可靠指導(dǎo)。 

　　1、需求分析 

　　設(shè)計(jì)工作中，需要為孔洞賦予不同的屬性信息，如編號(hào)和功用，以此滿(mǎn)足對(duì)孔洞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的要求。在過(guò)去的二維圖紙為核心的設(shè)計(jì)工作中，無(wú)論是墻體還是樓板孔洞，均需要采用不同圖例符號(hào)進(jìn)行表示。而在實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)后，采用三維設(shè)計(jì)軟件，僅可以對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體實(shí)施三維剪切，在這一功能的支持下，雖然可以在結(jié)構(gòu)實(shí)體上進(jìn)行三維開(kāi)孔，形成三維孔洞，但實(shí)際工作效率很低，也難以表達(dá)出孔洞具有的作用和工程意義，采用原有的模式不能以孔洞為主要對(duì)象實(shí)現(xiàn)管理與編輯，更不能在相應(yīng)的圖紙上進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識(shí)。對(duì)此，為了有效解決這一實(shí)際問(wèn)題，在實(shí)際的三維設(shè)計(jì)工作中，需要對(duì)現(xiàn)有軟件實(shí)施二次開(kāi)發(fā)，使軟件可以對(duì)孔洞具有的作用與工程意義進(jìn)行描述和創(chuàng)建，并實(shí)現(xiàn)更新與管理等目標(biāo)。 

　　2、開(kāi)發(fā)方案 

　　在設(shè)計(jì)工作中，往往要面臨設(shè)備從墻體或樓板中穿過(guò)的問(wèn)題，對(duì)此，在軟件開(kāi)發(fā)中應(yīng)能使軟件在穿過(guò)墻體或樓板的部位自動(dòng)且智能的得到參數(shù)化孔洞，同時(shí)滿(mǎn)足不同類(lèi)型孔洞基本要求，比如方形孔、圓形孔和套管孔等，墻體開(kāi)洞如圖1所示。由于采用手動(dòng)的方式在墻體上實(shí)施自動(dòng)以開(kāi)孔也在設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常遇到，所以軟件還應(yīng)能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)孔[1]。設(shè)計(jì)中，墻體或樓板與設(shè)備都會(huì)伴隨設(shè)計(jì)不斷推進(jìn)對(duì)各自的參數(shù)屬性做適當(dāng)修改，包括位置參數(shù)和尺寸參數(shù)，對(duì)此，軟件還應(yīng)能在后期對(duì)現(xiàn)有孔洞實(shí)施編輯修改、合并、更新、重復(fù)性檢查與統(tǒng)計(jì)。 

　　軟件開(kāi)發(fā)主要在Architecture中進(jìn)行，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為MicroStaton MDL，即MDL語(yǔ)言。對(duì)于MDL語(yǔ)言，它是基于C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言，雖然結(jié)構(gòu)與C語(yǔ)言相同，但卻有自己的各類(lèi)程序及運(yùn)行時(shí)間庫(kù)，而且可以在MicroStaton中運(yùn)行。 

　　采用MDL語(yǔ)言開(kāi)發(fā)出的新型開(kāi)孔工具主要在Architecture中運(yùn)行，該工具的操作和該平臺(tái)其它所有軟件都完全一致。用戶(hù)通過(guò)對(duì)開(kāi)孔參數(shù)的自定義設(shè)置，能自動(dòng)完成對(duì)孔洞模型的建立，建成的孔洞模型在Para-Metric Cell支持下生成實(shí)體化的孔洞，對(duì)于Para-Metric Cell，它能以實(shí)際的需要為依據(jù)制作各類(lèi)符號(hào)，并且其實(shí)體孔洞能被賦予很多參數(shù)組屬性，這樣一來(lái)，就能使普通孔洞變?yōu)榫邆湟欢üこ绦再|(zhì)的新孔洞�；�于此，一方面能解決對(duì)三維孔洞進(jìn)行二維化標(biāo)識(shí)的實(shí)際問(wèn)題，另一方面由于能為三維孔洞進(jìn)行工程性質(zhì)的賦予，所以能為孔洞更新與管理創(chuàng)造良好條件[2]。 

　　對(duì)于軟件的實(shí)體孔洞生成功能模塊，主要包含兩方面內(nèi)容，即為智能開(kāi)孔與手動(dòng)開(kāi)孔。其中，無(wú)論是智能開(kāi)孔還是手動(dòng)開(kāi)孔，其對(duì)象既可以是墻體也可以是樓板，而生成的孔洞，也包含很多類(lèi)型，比如方形孔洞、圓形孔洞與套管孔洞等。在參數(shù)組的定義上，能以實(shí)際情況為依據(jù)，通過(guò)對(duì)參數(shù)組的定義使孔洞實(shí)現(xiàn)三維參數(shù)化。比如，如果需要從墻體或者是樓板中穿過(guò)的設(shè)備參數(shù)完全已知，則想要確定從墻體或樓板中穿過(guò)所需孔洞的參數(shù)，需要以現(xiàn)有的設(shè)備參數(shù)為依據(jù)來(lái)生成;如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有掌握設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，則可通過(guò)對(duì)孔洞邊界參數(shù)的定義來(lái)形成實(shí)體孔洞，掌握其各項(xiàng)參數(shù)。對(duì)于智能開(kāi)孔，它是指在讀取了需要從墻體或樓板中穿過(guò)的設(shè)備的具體位置信息后，以參數(shù)組定義結(jié)果為依據(jù)，在設(shè)備所在位置自動(dòng)生成孔洞的實(shí)體;而對(duì)于手動(dòng)開(kāi)孔，則是指采用手動(dòng)的方式在墻體或者是樓板上確定需要進(jìn)行開(kāi)孔的具體位置，然后結(jié)合參數(shù)組定義結(jié)果來(lái)開(kāi)孔，以此得到孔洞實(shí)體。由此可見(jiàn)，智能開(kāi)孔過(guò)程中主要是通過(guò)對(duì)位置信息的自動(dòng)讀取來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)孔，所以能實(shí)現(xiàn)批量開(kāi)孔，用戶(hù)能對(duì)批量的墻體或樓板及設(shè)備實(shí)施開(kāi)孔[3]。 

　　對(duì)于軟件的實(shí)體孔洞管理功能模塊，主要包含以下五種功能：其一，修改孔洞的尺寸;其二，孔洞合并;其三，孔洞更新;其四，重復(fù)性檢查;其五，孔洞統(tǒng)計(jì)。設(shè)計(jì)應(yīng)用中，可能會(huì)遇到對(duì)孔洞尺寸進(jìn)行修改的情況，此時(shí)利用該模塊具有的尺寸修改功能，能讀取出現(xiàn)有孔洞尺寸，并實(shí)時(shí)顯示于對(duì)話框當(dāng)中，此時(shí)能對(duì)齊進(jìn)行適當(dāng)修改。在修改完成以后，還能實(shí)時(shí)反映至孔洞上。以梁結(jié)構(gòu)孔洞為例，其矩形與圓形孔的尺寸與位置如表1、2所示。在進(jìn)行批量開(kāi)孔的過(guò)程中，還可能需要對(duì)孔洞實(shí)施修改與確認(rèn)，如果相同類(lèi)型的孔洞，其間隔距離比工程臨界值小，則要對(duì)若干孔洞實(shí)施合并，以此形成一個(gè)綜合對(duì)象，對(duì)此，可采用上述模塊的合并功能來(lái)實(shí)現(xiàn)[4]。伴隨設(shè)計(jì)過(guò)程不斷推進(jìn)，墻體或者是樓板與從中穿過(guò)的設(shè)備輸出位置均有可能產(chǎn)生變化，此時(shí)要對(duì)孔洞進(jìn)行更新，對(duì)此，采用上述模塊的更新功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，即對(duì)孔洞所在具體位置進(jìn)行更新。對(duì)于重復(fù)性檢查，其主要用于對(duì)圖紙包含的所有孔洞進(jìn)行掃描，以此檢查確定是否存在對(duì)同一個(gè)設(shè)備進(jìn)行了重復(fù)開(kāi)孔的問(wèn)題，若存在重復(fù)性開(kāi)孔的問(wèn)題，則會(huì)彈出一個(gè)重復(fù)開(kāi)孔的列表。所生成的每一個(gè)孔洞均具備屬性信息，采用該模塊具有的統(tǒng)計(jì)功能以實(shí)際要求為依據(jù)，對(duì)孔洞的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)信息的處理，生成統(tǒng)計(jì)表，為實(shí)際的設(shè)計(jì)工作提供便利[5]。 

　　3、工程應(yīng)用 

　　伴隨智能開(kāi)孔理論和技術(shù)方法的不斷研究和開(kāi)孔工具的陸續(xù)開(kāi)發(fā)完成，已經(jīng)在實(shí)際的三維設(shè)計(jì)工作中得到應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果。 

　　結(jié)語(yǔ)： 

　　綜上所述，通過(guò)對(duì)智能開(kāi)孔工具的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)對(duì)孔洞的尺寸修改、更新、合并等功能，極大的提高設(shè)計(jì)工作效率，并保證開(kāi)洞設(shè)計(jì)質(zhì)量。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]肖南，張晨征，王婕.電廠三維設(shè)計(jì)中墻板智能開(kāi)孔系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[J].山西建筑，2015（12）：264-265. 

　　[2]李淑琴，萬(wàn)水.鋼-混組合結(jié)構(gòu)開(kāi)孔波折板剪力件靜載推出試驗(yàn)[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015（35）：82. 

　　[3]項(xiàng)陽(yáng)，張?zhí)�，尹�?鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)孔板件凈截面抗剪性能研究[J].水泥技術(shù)，2012（01）：134-135+251. 

　　[4]顏德姮，史本力.鋼筋混凝土圓筒結(jié)構(gòu)開(kāi)孔區(qū)局部應(yīng)力分析[J].結(jié)構(gòu)工程師（3期），2015（11）：25-33. 

　　[5]吳德隆.復(fù)合材料結(jié)構(gòu)開(kāi)孔分析.第二部分：殼類(lèi)開(kāi)孔問(wèn)題[J].導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)，2015（06）：39-41.