机械设计软件Solidworks在建筑工程中的应用研究

崔路苗

【摘 要】针对目前建筑设计施工中存在的由于沟通不畅造成的各种施工问题,结合SolidWorks软件在建筑工程中的应用实例,简要介绍了该软件实体建模及在建筑工程设计施工一体化中的应用优势,提出了SolidWorks在建筑设计施工中推广使用的建议.

【期刊名称】《安徽建筑》 【年(卷),期】2016(023)006 【总页数】3页(P66-67,72)

【关键词】SolidWorks软件;三维实体模型;建筑设计施工;应用研究 【作 者】崔路苗

【作者单位】长治职业技术学院,山西长治046000 【正文语种】中 文 【中图分类】TU17

建筑工程施工是把建筑设计师对建筑的整体构思转化为真实实体的过程，目前多数工程项目从规划立项到设计到实施建造，依然主要是利用CAD绘制的二维图纸以及相关文字说明等资料的传递来实现，而这一切得靠技术员的空间想象力和工作经验来实现。而对于复杂工程，各专业设计图纸错综复杂，设计结果矛盾冲突在所难免，而设计者与施工者又各自独立，图纸中的矛盾冲突常在实际施工时才被发现，导致出现大量的设计、施工变更和返工现象，也因此造成施工周期延长和工程预算

增加，同时也增加了建筑结构安全的不确定性。SolidWorks软件在建筑工程行业的应用则可以使这些问题得到合理的解决，通过建立三维实体模型，充分利用信息化技术强化设计目标，达到精细施工、缩短工期、节约成本等目的。

SolidWorks是基于Windows平台且以自身为核心的CAD/CAE/CAM/PDM桌面应用集成系统，包括结构优化分析、工程数据管理等，亦可实现全动态模拟装配过程，它采用基于特征的实体建模，可实现全参数化设计和全相关修改性，功能强大，易学易用，一般多用于工程机械设计。 2.1 建筑方案设计设计应用

SolidWorks软件在建筑工程中的应用优势主要表现在它的仿真功能[1]，SolidWorks区别于传统的CAD软件，可以直接绘制三维草图，并通过定义标注形成函数关系或智能标注命令，快速实现复杂的三维实体造型、复杂装配和生成工程图，更利于设计师的整体建筑构思表达，早在建筑设计的规划方案设计阶段，就可以利用该软件实现三维实体建模，并在其中直接进行修改和分析，形象直观，更有利于参与各方沟通交流，提高分析效率和加快设计方案确定时间；在设计方案环节，可以利用SolidWorks软件进行详细设计并进行管线及管道系统的布置，模拟分析等操作，还可以对不同专业相关信息模型进行冲突碰撞检查，以便及时调整深化设计；出图阶段可以利用SolidWorks软件建立的三维模型直接生成二维设计图且采用GB标注，且保持二维图与三维模型同步变化，大大减少了设计人员重复修改施工图的时间；设计评审时，可以轻松实现二维图纸三维看，由于该软件提供了生成交替位置视图的功能，可以以三维动画方式展现建筑模型各个角度和剖面的细节，可以直观的观察设计结果。另外，生成的电子文件体积较小，传递方便。 2.2 施工组织设计方案设计应用

SolidWorks软件生成的实体模型形象直观、施工模拟性强为施工相关人员提供了客观的标准交付和管理手段[2]。该软件应用对建筑工程施工价值主要体现在:在投

标阶段，使用SolidWorks软件可以进行快速的工程量估算和计价，有利于项目管理人员制定较完善的施工组织设计方案；另外，该软件还支持三维模型的综合信息查询，有利于项目管理人员对项目进行全方面管控；在建造工程实施阶段，还可以通过SolidWorks相关软件对己经完成的信息模型提前进行施工模拟[3]和分析，不但便于设计师对施工人员进行技术交底，使他们在工程开始前就能够充分的了解施工内容和施工顺序，而且能够检查建筑设计和施工情况的一致性、可完成性，从而制定有针对性的施工方案，从而避免施工中由于设计不当而造成的返工，以可视化视角来指导施工过程。

2.3 SolidWorks软件在复杂项目设计施工中的应用[4]

SolidWorks软件建立的信息化模型所提供的相关数据，能被项目的各参与方（包括设计、监理、施工、以及项目业主和相关领导）共享，可以随便调用、修改和存储，使各方对施工项目的综合信息和面临的问题有个清晰的认识和判断，使他们能更好的协调配合。该软件可以进行施工过程的实时模拟并输出动画执行结果，对现场施工人员进行培训和指导；对施工过程中的重点难点以及施工过程交底；对复杂技术问题或难以控制的施工流程进行合理的规划，同时也让相关人员根据项目的实际情况对相关方案进行调整优化，有效改变由于技术会审内容陈旧形式枯燥，导致施工人员难理解和难识记的缺点，降低因施工经验不足而引起的重新返工，避免因工艺因素造成的建筑材料浪费现象。

利用SolidWorks软件进行建筑物的三维实体模型设计，对建筑物的形成过程要思路清晰，先整体，后细节；明确先主体，后围护，再后设备的设计流程；下面就介绍一个简单案例说明。

3.1 关于Solidworks软件的建筑主体实体建模

以农村二层半小楼和影壁及大门为例，如下图1所示：利用SolidWorks2000对其进行实体建模[5]的顺序为：主体结构的三维草图建模——门窗洞口设计——室

外造型设计——参数调整——建模定型——室内专业线管布设，同时辅以具体节点的绘制来对整体建筑表现做补充。在整个建筑设计过程中从方案设计建模到初步设计再到施工图设计出图，其中进行了方案的反复修改和复核确定，运用到了Solid-Works软件的很多功能和插件，整个设计过程采用了同一个三维实体模型来最终完成设计构思和确定，确保了设计的准确性。整个设计过程没有采用传统的AutoCAD二维出图办法，而是采用了三维模型直接转为二维图的办法，而软件特有的参数化功能也使得设计修改过程变得比较简单，提高了建筑设计的效率和质量，顺利完成了设计任务。另外，Solidworks软件可以实现清楚展示建筑主体的任意位置剖面，如下图2所示。

3.2 关于Solidworks软件对关键节点做法的辅助设计

通常在会审图纸时，设计师和施工技术员在有些细节沟通不能做到准确和形象，尤其是在施工过程中或施工技术员在向施工人员技术交底的时候需要对施工具体做法加以明确，而Solidworks软件能够演示表现出完成的直接效果，并在图上表述做法及标注尺寸，直观形象，沟通透彻，可以完全体现设计者意图。 3.3 Solidworks在施工过程的实际应用

本工程难点是屋顶坡面造型[6]，是由26°双坡屋面和两个45°双坡屋面相垂直生成的三维空间，为了观察主坡屋顶与2个大小老虎窗之间是否相互统一和谐。通过使用SolidWorks软件模拟出坡屋顶三维图形(见图1)且利用该软件直接得出各个屋面相交点的坐标和相互位置，同时保证每组屋面数据的相对一致性，这为后来施工中正确支模奠定了重要的基础。

结合SolidWorks软件在建筑工程中的实际案例，简要介绍了该软件在建筑设计施工技术中的应用优势，利用solidworks三维辅助技术较好地解决了空间曲线、曲面的定位和形体的生成、空间构件的调整等技术难点，与二维平面图相比，表达清晰准确，并可以多角度观察对象，并及时修改调整不合理的情况。熟练掌握此软件，

可以缩短建筑设计周期与降低施工成本，虽然SolidWorks软件应用在建筑设计施工领域尚处于探索阶段，但是其给施工方所带来的方便确是可期待的，从建筑整个行业角度来看，它的跨行业研究都将是特别有意义的。

【相关文献】

[1]江万有.基于SolidWorks的建筑模型仿真系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2014. [2]孙晓霞.绿色施工在建筑工程中的应用研究[D].济南：山东大学，2015.

[3]黄波，韦彬，等.基于SolidWorks的选煤厂车间三维设计[J].煤炭工程，2014,46(3)：23-25. [4]徐伶荟.BIM技术在复杂项目施工中的应用研究[D].南昌：南昌大学，2015.

[5]曹桂霞，冯长建.Solidworks软件在工业设计中的应用[J].大连民族学院学报，2005，7(1)：50-52.

[6]李纲，娄秋阳，等.利用CAD三维技术辅助解决异形屋顶施工[J].施工技术,2010,39(3):106-109.