BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計中應(yīng)用分析

1、 BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計中應(yīng)用分析 摘要：建筑信息模型化是未來建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，BIM的研宄對于鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)項目可以實現(xiàn)建筑全壽命周期的管理，它將規(guī)劃、設(shè)計、算量到施工、后期運營維護(hù)的相關(guān)信息高度集成，有助于提高設(shè)計、施工質(zhì)量，降低工程項目建設(shè)成本，具有很好的應(yīng)用和推廣價值。本文首先分析了BIM技術(shù)的特點，闡述了基于BIM技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點建模系統(tǒng)，提出了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點BIM模型的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：信息化；BIM；建模；復(fù)雜節(jié)點；鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計The analysis and application of BIM technology in the node design of reinforce

2、d concrete structures Abstract: building information model is the future trend of the development of theconstruction industry. BIM for steel structure construction can realize the building life cycle management: planning. design, it will count the amount of information related to construction.operat

3、ion and maintenance of the late high integration, helps to improve the design, construction quality. reduce the cost of construction the project, has the very good value of application and popularization. This paper first analyzes the characteristics of BIM technology, the steel structure node model

4、ing system based on BIM technology. proposed the application of steel structure node BIM model.Keywords: normalization; BIM; modeling; complex node; steel structure; design隨著信息技術(shù)的發(fā)展，BIM技術(shù)可謂應(yīng)運而生，成為建筑信息化的有利途徑。隨著現(xiàn)代社會建筑設(shè)計及建造的復(fù)雜化以及BIM技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，越來越多的人開始關(guān)注和應(yīng)用BIM技術(shù)，而且應(yīng)用BIM技術(shù)的范圍也越來越廣泛. BIM技術(shù)可謂建筑行業(yè)的又一次革命。1.B

5、IM技術(shù)的特點BIM（Building Information Model)是以建筑工程領(lǐng)域的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，它是一個設(shè)施（建設(shè)項目）物理和功能特性的數(shù)字達(dá)，是一個包含了建筑項目全部的參數(shù)信息由計算機(jī)三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫。在項目的不同階段（規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營、維護(hù)等各階段），不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，直觀的進(jìn)行各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)，并且這些數(shù)據(jù)信息相互關(guān)聯(lián)，能及時的動態(tài)變化，準(zhǔn)確的進(jìn)行交換，加快了項目的進(jìn)度和質(zhì)量，降低了項目成本。 BIM技術(shù)是利用數(shù)字模型進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工、管

6、理的一種方法，其主要特點有信息集成、協(xié)同設(shè)計、工作傳遞等。1.1信息集成BIM技術(shù)的信息集成主要體現(xiàn)設(shè)計信息集成和設(shè)計過程集成，建筑信息模型是更個建筑工程唯一的信息模型，各種專業(yè)的設(shè)計信息都要在這個模型中完成，因此，BIM技術(shù)具有明顯的信息集成特征，也就是因為這個特點，所有的專業(yè)設(shè)計人員都可以在這個平臺進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而實現(xiàn)設(shè)計過程集成化。建筑信息模型的核心是建立由計算機(jī)三維模型組成的數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫包含了建筑結(jié)構(gòu)幾何尺寸、空間信息、建筑施工材料、各個建筑構(gòu)件的性質(zhì)及連接方式等各種信息，在這個數(shù)據(jù)庫中，能快速的查找出需要的信息，BIM技術(shù)突破了CAD技術(shù)的限制，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有十分重要的

7、作用。1.2協(xié)同設(shè)計BIM技術(shù)構(gòu)建了一個全新的設(shè)計平臺，能為業(yè)主、設(shè)計、施工建立良好的溝通平臺，根據(jù)需求，快速的將需要的信息反應(yīng)出來，BIM技術(shù)能根據(jù)不同專業(yè)的設(shè)計原則，對建筑構(gòu)件之間的相互影響進(jìn)行自動檢測，極大的提高了設(shè)計團(tuán)隊的溝通效率，減少了設(shè)計時間。1.3工作傳遞BIM技術(shù)能將各種工作數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，當(dāng)設(shè)計師修改了某項內(nèi)容后，設(shè)計師不需要自己更改連接或者處理圖紙，BIM系統(tǒng)會自動將修改的信息反饋到受影響的構(gòu)建中，同時BIM技術(shù)還能進(jìn)行模擬施工，工程師不需要為了分析不同的因素，建立多個模型，極大的節(jié)省了設(shè)計時間，提高了設(shè)計效率。2.基于BII技術(shù)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點建模系統(tǒng)2.1以TIA二次開發(fā)技術(shù)

8、同多數(shù)CAD產(chǎn)品一樣，通過編程訪問CAJIA對象可分為兩種方式：一是利用進(jìn)程內(nèi)宏腳本，另一種是利用進(jìn)程外的腳本。進(jìn)程內(nèi)宏腳本學(xué)習(xí)容易，實現(xiàn)的功能相對較少，適用于小型的項目;進(jìn)程外訪問即CATIA與外部應(yīng)用程序在不同進(jìn)程地址空間運行，通常所說的二次開發(fā)多是指進(jìn)程外開發(fā)方式。在CATIA運行的情況下，外部應(yīng)用程序可以通過接口操縱CATIA,創(chuàng)建、修改CA丁IA環(huán)境和幾何形體的數(shù)據(jù)等等。本課題對CATIA的二次開發(fā)采用進(jìn)程外Automation（自動化對象編程）技術(shù)，該技術(shù)容易理解，入門相對容易，可以滿足CATIA大多數(shù)功能的二次開發(fā)，應(yīng)用也更為廣泛。 CAJIA Automation是一種在解釋環(huán)

9、境下執(zhí)行，基于COM技術(shù)實現(xiàn)的技術(shù)，繼承了COM技術(shù)的與語言無關(guān)、進(jìn)程透明的特點，簡化了COM的底層細(xì)節(jié)。 COM（component object model）即部件對象模型，該技術(shù)的主要思想就是利用一種程序去控制另一種程序。 Automation不能直接獲取和處理數(shù)據(jù)，需要間接地通過開發(fā)的對象、方法及屬性，未獲取和處理數(shù)據(jù)。2.2建模系統(tǒng)總體方案在創(chuàng)建節(jié)點建模系統(tǒng)前需要首先創(chuàng)建節(jié)點數(shù)據(jù)文件。在Xidas Gen結(jié)構(gòu)分析完成后，導(dǎo)出包含基本數(shù)據(jù)的mgt文件中，涵蓋了節(jié)點連接各桿件的詳盡的信息，如桿件的截面形式、兩端點坐標(biāo)號、端點坐標(biāo)、材料等等。首先通過編寫程序，讀取并篩選mgt文件中的節(jié)點相

10、關(guān)信息，輸出初步的節(jié)點數(shù)據(jù)；然后對所有節(jié)點進(jìn)行類型劃分、桿件的排序處理以及分層處理，最終生成用于建模系統(tǒng)的節(jié)點數(shù)據(jù)庫。接下來針對劃分的各節(jié)點類型，利用VB及CATIA API編制各程序模塊，每個模塊用于生成一類節(jié)點：然后整合各個模塊，創(chuàng)建建模系統(tǒng)。系統(tǒng)模塊通過讀取數(shù)據(jù)庫信息，分層創(chuàng)建各節(jié)點模型。3.鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點BIM模型的應(yīng)用3.1搭建結(jié)構(gòu)BIM模型目前很多鋼結(jié)構(gòu)都是外露的，其作為建筑整體表現(xiàn)的一部分需要集結(jié)構(gòu)科學(xué)性與藝術(shù)性為一體。節(jié)點作為鋼結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)，在滿足力學(xué)性能和構(gòu)造要求的情況下，同樣需要符合美學(xué)的要求。通常結(jié)構(gòu)專業(yè)提供的鋼結(jié)構(gòu)模型不包含節(jié)點的細(xì)節(jié)，只針對典型節(jié)點做出部分節(jié)點大樣圖紙，

11、具體的節(jié)點細(xì)節(jié)由詳圖公司來制作，因此往往建筑師無法及時地看到關(guān)于節(jié)點的模型細(xì)節(jié)。 圖1 某體育場鳥瞰圖本文利用程序自動化創(chuàng)建的鋼結(jié)構(gòu)可視化模型，可以把細(xì)節(jié)迅速地精確的展現(xiàn)出來，能夠及時地實現(xiàn)建筑師與結(jié)構(gòu)師間的溝通。圖2、圖3所示分別為XX體育場的結(jié)構(gòu)BIM型及體育館屋蓋結(jié)構(gòu)BIM模型，圖4展示了結(jié)構(gòu)模型的部分細(xì)節(jié)。完整的鋼結(jié)構(gòu)模型的搭建，為建筑師藝術(shù)的體現(xiàn)提供了直觀的基礎(chǔ)。圖2 某體育場的結(jié)構(gòu)BIM模型圖3 某體育館屋蓋結(jié)構(gòu)BIM模型圖4 結(jié)構(gòu)模型的部分細(xì)節(jié)3.2繪制二維圖紙目前設(shè)計成果的最終提交方式仍然是以二維圖紙為基礎(chǔ)的，所以仍然需要將已創(chuàng)建的三維模型轉(zhuǎn)變成二維信息。對于三維模型來說，二維

12、圖紙可以看作是它的一個個不同視圖利用各種線條所做的表達(dá). CATIA中提供的“工程制圖”模塊，可以幫助用戶便捷地生成三維模型的各種視圖的二維圖形?，F(xiàn)代的建筑常常會有非常復(fù)雜的造型，這些建筑的立面圖、剖視圖、平面圖通過傳統(tǒng)的繪圖方式是無法直接繪制完成的。而由于已經(jīng)建立了三維模型，利用CATIA自動生成的二維信息，然后按照制圖要求稍作處理即可完成各種工程圖的繪制。圖5所示為某體育場及體育館的部分典型節(jié)點的CATIA三維模型，以及其對應(yīng)生成的各二維圖紙。其中除注釋內(nèi)容需要設(shè)計人員在二維圖紙中手工添加外，圖形及尺寸標(biāo)注均可由系統(tǒng)自動生成。并且所出的圖紙保證了更高的精確性和一致性，因而可以顯著提高設(shè)計人員的工作質(zhì)量和效率。 圖5體育場及體育館的部分典型節(jié)點的CATIA三維模型 結(jié)束語 本文結(jié)合工程實例對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點BIM技術(shù)進(jìn)行了積極的探索，實踐表明BIM技術(shù)可以良好地提升設(shè)計人員的工作效率和工作質(zhì)量。相信隨著BIM技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用軟件的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)將會有更廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1楊劍鋒，龔景海張子兆 管桁架復(fù)雜節(jié)點處支管計算機(jī)放樣J四川建筑科學(xué)研究2009 (01)2隋慶海，孫建獎，申豫斌 鑄鋼與鋼管相貫焊組合節(jié)