鋼結(jié)構BIM的理論與應用研究.pdf

1、鋼結(jié)構信息化進程中主要存在的問題為大量的項目信息存儲在鋼結(jié)構生命周期各個階段的信息產(chǎn)生與提供者自己的信息系統(tǒng)中；由于各個階段分別使用各自的“模型”而導致的“信息孤島”現(xiàn)象已經(jīng)成為鋼結(jié)構生產(chǎn)效率提升的障礙。目前，建筑業(yè)針對上述問題提出的解決方案是建筑信息模型(Building InformationModeling，BIM)。BIM的思想是基于三維實體數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)建筑生命周期各種相關信息的集成。由于信息量太過龐大，一個包含所有建筑、結(jié)構、

2、水暖電行業(yè)統(tǒng)一的建筑信息模型暫時不可能實現(xiàn)。本文的研究依托BIM思想，建立鋼結(jié)構結(jié)構工程領域BIM解決方案的系統(tǒng)模型，研究鋼結(jié)構BIM三維可視化信息、制造業(yè)信息、分析信息的集成技術，研發(fā)實現(xiàn)集成上述工程信息的輕鋼門式剛架、多高層鋼框架、重鋼廠房結(jié)構BIM軟件，來分別開展。
　　 本文首先基于BIM的基本思想和核心特性，確立了鋼結(jié)構結(jié)構工程領域BIM軟件的工作流程與系統(tǒng)總體框架模型。
　　 實現(xiàn)了鋼結(jié)構BIM三維可視化信息

3、的集成，即為完全反映真實結(jié)構構件的鋼結(jié)構桿件及節(jié)點BIM實體模型的數(shù)字建造。鋼結(jié)構桿件BIM實體數(shù)字建造的兩個途徑分別為基于分析模型智能化數(shù)字建造桿件實體以及基于鋼結(jié)構BIM軟件的結(jié)構圖元直接建立實體模型，研究了此兩個途徑實現(xiàn)數(shù)字建造的工作流程與核心算法。在既有模板技術的基礎上，研究了節(jié)點模板理論在本文鋼結(jié)構BIM節(jié)點實體程序?qū)崿F(xiàn)過程中需要考慮的若干問題，在此基礎上，確立了輕鋼門式剛架、重鋼廠房中BIM節(jié)點實體數(shù)字建造與參數(shù)化、智能化編

4、輯的系統(tǒng)模型、數(shù)據(jù)結(jié)構與核心算法。
　　 實現(xiàn)了鋼結(jié)構BIM制造業(yè)信息的集成。研究了鋼結(jié)構BIM軟件集成制造業(yè)信息的總體框架模型，分為ERP物料編碼信息自動化生成模塊以及ERP物料編碼信息處理模塊兩大功能模塊。研究了鋼結(jié)構BIM軟件中構件、零件以及主材的ERP物料編碼基于相關編碼規(guī)則自動化生成的數(shù)據(jù)結(jié)構與核心算法，并基于上述數(shù)字化的ERP物料編碼，實現(xiàn)了按照ERP屬性進行顏色分類的構件顯示功能，進行了包含ERP編碼信息的鋼構件詳

5、圖自動化繪制的核心算法研究與程序?qū)崿F(xiàn)，并應用COM技術實現(xiàn)了鋼結(jié)構BIM與ERP企業(yè)管理軟件的數(shù)據(jù)接口。
　　 實現(xiàn)鋼結(jié)構BIM分析信息的集成，即鋼結(jié)構BIM實體模型與3D3S分析信息實時、一致性的雙向關聯(lián)。確立了鋼結(jié)構BIM中實現(xiàn)分析信息集成的軟件總體架構與核心數(shù)據(jù)結(jié)構。構建了“物理模型”這一兩者之間信息傳輸橋梁。研究了由鋼結(jié)構BIM實體模型定義分析模型功能模塊的總體框架，探討了基于鋼結(jié)構BIM實體模型抽象出物理模型的實現(xiàn)方法

6、，確立了對物理模型進行節(jié)點以及有限單元編號的核心算法。
　　 將上述鋼結(jié)構BIM三維可視化信息、制造業(yè)信息以及分析信息集成技術在輕鋼門式剛架、多高層鋼框架以及重鋼廠房中進行了應用研究，并分別研究了三種鋼結(jié)構形式在BIM軟件具體研發(fā)過程中三種信息集成技術核心算法考慮到三種結(jié)構形式各自特點而進行的補充與完善。在此三種結(jié)構形式中，輕鋼門式剛架結(jié)構BIM軟件實現(xiàn)了全部三種信息集成；多高層鋼框架BIM軟件實現(xiàn)了制造業(yè)信息以及分析信息的集成