鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件中的DXF文件接口實(shí)現(xiàn)技術(shù)

楊 洋，盧清平，徐華麗

（皖西學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽 六安237012）

隨著鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)CAD軟件的應(yīng)用越來(lái)越多，但是各種軟件都有自己專(zhuān)用的構(gòu)件文件格式，使得各軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換變得困難。很多系統(tǒng)為了解決數(shù)據(jù)交換的問(wèn)題，都提供了通用的圖形數(shù)據(jù)交換文件格式。DXF（Drawing Exchange File）圖形交換文件是AutoCAD與其他鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的一種通用的圖形交換格式［1］。姚宜斌等［2］通過(guò)對(duì)DXF中實(shí)體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則的研究，實(shí)現(xiàn)了多圖系圖件轉(zhuǎn)換過(guò)程中圖塊的整體轉(zhuǎn)換；文獻(xiàn)［3］在A(yíng)utoGIS中設(shè)計(jì)了對(duì)DXF與Shape文件的無(wú)損共享，李晨［4］研究了基于XML的工程圖形數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，李英琳等［5］設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了服裝樣板數(shù)據(jù)的二進(jìn)制DXF文件交換格式及其轉(zhuǎn)換接口，鄭盛梓等［6］探討了三維曲面可視化及復(fù)雜曲面表示問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)DXF文件轉(zhuǎn)換與圖件的操作功能等。本文將采用JAVA技術(shù)解決鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)與DXF文件的轉(zhuǎn)換接口問(wèn)題。

1 CAD中的DXF文件格式

DXF可以分為兩類(lèi)：ASCII格式和二進(jìn)制格式，絕大多數(shù)CAD系統(tǒng)都能讀入或輸出DXF文件。ASCII格式的DXF文件可閱讀性強(qiáng)，配合編碼頁(yè)，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(biāo)題段（HEADER），包含圖形的基本信息；類(lèi)段（CLASSES），包含應(yīng)用程序定義的類(lèi)的信息；表段（TABLES）；塊段（BLOCKS），包含構(gòu)成圖形中每個(gè)塊參照的塊定義和圖形圖元；實(shí)體段（ENTITIES），包含圖形中的圖形對(duì)象（圖元）；對(duì)象段（OBJECTS），包含圖形中的非圖形對(duì)象；以及文件結(jié)束標(biāo)記EOF。其中每個(gè)段內(nèi)都由組（Group）構(gòu)成，每組里又分為組值和組碼，具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 DXF文件結(jié)構(gòu)圖

組碼用來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)的意義，組值用來(lái)存放數(shù)據(jù)的具體數(shù)值。組值和組碼在DXF中由兩行定義［2］，如下：

組碼是一個(gè)整數(shù)，它的值說(shuō)明了組值的類(lèi)型，如為0～9，則組值表示為字符型，10～59表示為實(shí)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(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1。

表1 組碼和組值的對(duì)應(yīng)關(guān)系

DXF文件中圖元的主要信息存儲(chǔ)在ENTITIES段中，其中ENTITIES段包含以下圖元對(duì)象：點(diǎn)（POINT），直線(xiàn)（LINE），文字部分（TEXT），多義線(xiàn)（POLYLINE），多義線(xiàn)頂點(diǎn)（VERTEX），實(shí)體結(jié)束（ENDSEC），塊（BLOCK），插入（INSERT）等。

2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)據(jù)與DXF文件的對(duì)應(yīng)關(guān)系

在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件庫(kù)中包含有各種構(gòu)件的截面尺寸、截面面積、截面特性等參數(shù)［7］。鋼結(jié)構(gòu)住宅構(gòu)件截面形式有柱和梁兩種，細(xì)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(duì)稱(chēng)截面包括截面高、截面寬、腹板厚、翼緣厚等數(shù)據(jù)。圖2是對(duì)稱(chēng)H型鋼柱的截面示意圖。

圖2 對(duì)稱(chēng)H型鋼柱的截面示意圖

參數(shù)截面高h(yuǎn)是指整個(gè)截面的最高度，截面寬b是指整個(gè)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(cè)壁。

H型鋼柱有若干個(gè)規(guī)格，每個(gè)規(guī)格都有自己的截面樣圖，可以將某個(gè)規(guī)格的截面樣圖存放在一個(gè)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(duì)象包括點(diǎn)（POINT）、直線(xiàn)（LINE）、上翼緣和下翼緣的4個(gè)頂點(diǎn)以及腹板和翼緣接觸的頂點(diǎn)定義為POINT圖元，X，Y軸坐標(biāo)均可由4個(gè)參數(shù)計(jì)算處理得到。上翼緣、下翼緣邊線(xiàn)和腹板邊線(xiàn)定義為L(zhǎng)INE圖元。下面以上翼緣的上邊線(xiàn)為例，進(jìn)行LINE圖元的接口設(shè)計(jì)。表2為上翼緣上邊線(xiàn)的LINE實(shí)體信息。

表2 上翼緣上邊線(xiàn)的LINE實(shí)體信息

3 DXF文件轉(zhuǎn)換接口的JAVA程序設(shè)計(jì)

3.1 接口界面設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)DXF文件轉(zhuǎn)換的接口程序在JAVA開(kāi)發(fā)環(huán)境下完成，程序可以將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的DXF文件轉(zhuǎn)換成JPG等格式文件，并將構(gòu)件的圖形顯示在界面上，實(shí)現(xiàn)了DXF文件與其他圖形文件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，界面如圖3所示。

圖3 DXF文件轉(zhuǎn)換界面

3.2 接口代碼設(shè)計(jì)

代碼編寫(xiě)時(shí)，考慮設(shè)計(jì)了文件類(lèi)型對(duì)象file及其BufferedReader 對(duì) 象 reader，reader＝new BufferedReader（new FileReader（file）），String類(lèi)型的groupCode［］表示組碼，以及String類(lèi)型的對(duì)象tempString，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DXF文件ENTITIES段中LINE圖元的讀取功能。主要代碼如下：

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特點(diǎn)并以H型鋼柱的LINE圖元信息格式為例，分析了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件H型鋼柱信息的DXF文件存儲(chǔ)方式，并利用JAVA技術(shù)實(shí)現(xiàn)了DXF文件的LINE圖元格式轉(zhuǎn)換，為其他軟件文件與DXF文件設(shè)計(jì)了有效的接口，利用H型鋼柱數(shù)據(jù)驗(yàn)證了其可行性、有效性，為其他設(shè)計(jì)軟件與CAD之間建立了數(shù)據(jù)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(xué)院學(xué)報(bào)，2007，27（1）：34-40.

［2］姚宜斌，孔建.基于DXF文件的圖件轉(zhuǎn)換方法研究及程序?qū)崿F(xiàn)［J］.大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué)，2011，31（1）：117-121.

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

［4］李晨.用VC實(shí)現(xiàn)基于DXF文件的AutoCAD數(shù)據(jù)共享接口［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2010，23（4）：76-77.

［5］李英琳，閆亦農(nóng)，張鴻志.服裝樣板數(shù)據(jù)的二進(jìn)制DXF文件交換格式及其轉(zhuǎn)換接口［J］.天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26（5）：36-39.

［6］鄭盛梓，姚涵珍，周桂英.復(fù)雜曲面三維建模及讀取數(shù)據(jù)方法的研究［J］.天津科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，19（2）：59-61.

［7］舒贛平，范圣剛.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的CAD技術(shù)［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，30（4）：54-58.

［8］陳紹藩.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017［S］.2003-12.