PKPM结构2021规范V1版本亮点速览——利用PKPM二次开发接口API对结构参数化调整和优化

引言

随着建筑的结构日渐复杂，结构设计周期也日趋紧张，为了更便捷的进行模型调整、结构成本优化，积极响应国家建筑行业数字化的要求，PKPM2021新规范V1版本发布了模型、计算结果两个JWD数据库（SQLITE明文格式）和PKPMCYCLE循环迭代引擎，可以通过修改JWD数据再导入的方式进行结构模型的自动迭代调整和优化，但在调整模型后实时显示可视性差，需要重新导入JWD再次打开才能看到，JWD数据会覆盖上一版本所有数据，对于部分不相关数据也需要管理。为解决上述问题，近期PKPM参考Revit和Object ARX，以面向对象的组织方式研发一套API二次开发工具包，提供C#、Python和C++版本。可实现建模模型的参数化调整，还可以实时增量更新数据并显示，与计算设计结果建立前后关联关系，可依据计算结果对模型进行参数调整和自动迭代优化，用户还可利用API接口，自由开发实现定制功能，打造属于自己的PKPM软件。

示例

使用API对某工程超配梁进行参数化迭代选优。

某工程部分梁配筋率超限，不考虑其他情况，采用API对这部分梁进行截面自动修改并迭代计算，解决梁配筋超限问题。实现流程图如下：

图 1  梁截面自动迭代选优流程图

首先通过计算结果筛选出超限的梁构件，然后从导入的可选梁截面库中选择合适的梁截面，依次替换该部分梁截面并自动启动PKPM计算，最后自动获取新结果，若仍有梁超限则重复上述过程，若均满足规范或达到指定迭代次数则停止。

实现代码较为简单，参考如下：

图 2  梁截面迭代代码

API基本架构

本次研发的API层次关系简洁明了，与发布的JWD数据结构基本一致，同时将支持模型参数化修改后图面的即时联动，增加模型调整的可视性。

针对一个工程而言，按设计阶段可分为PM建模和SATWE计算设计两个模型，这两个模型按数据管理组织均可分为楼层、构件、项目三个层级，两个模型的三个层级之间都存在双向互联对应关系。此次的API二次开发接口提供了获取这些对应关系的方法，建立了两个模型之间的联系，从而使得PM模型和计算结果的前后关联更加紧密和便捷。

图 3  API基本架构关系图

另外值得一提的是，本次API接口采用了面向对象的组织方式，使用者可以更方便的组织和维护自己的实现逻辑，实现自己的设计创意，创造无限可能。

以梁为例，建模模型的梁提供了几何定位、截面、荷载、属性和显示绘制等方法，计算设计模型的设计梁，提供了配筋、内力、超配信息和显示绘制等方法。结构模型梁和计算设计梁的导出方法如下：

图 4  模型梁方法

图 5  计算设计梁方法

结语

对二次开发者来说，API开发包是对JWD数据库方式的改进和补充，API具有简单直接、可视化等特点，JWD数据库具有明文可查等特点，具有开发能力的设计师可以视情况适时结合两者的优势，来实现自己的设计创意。

对普通用户来说，我们也将适时尝试类似Grasshopper电池组件等更简洁通用的模块，设计师不用编码，可仅通过调整组件参数的方式来实现模型参数化调整和优化的目标。

供稿 | 李璐  侯听娱  林庚浩  张洪磊   审稿 | 刘孝国

编辑 | 汤天   责编 | 张跃飞