基于BIM技术的钢结构厂房设计软件.pdf

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1、第5卷第3期V01．5No．32013年6月Jun．2013基于BIM技术的钢结构厂房设计软件常治国1杨晖柱1张其林2满延磊2王轩2张敏千2(1．上海同磊土木工程技术有限公司，上海200092；2．同济大学土木工程学院，上海200092)【摘要】研制了基于BIM(BuildingInformationModeling)技术的钢结构工业厂房CAD／CAM软件系统。系统划分为结构计算和实体后处理等两大模块，有效地降低了软件开发的复杂度。基于面向对象的编程原理，抽象出描述实际结构零件几何信息、结构特征和设计条件的智能对象；定义了

2、c++类的层次数据结构和逻辑联系并存储在AutoCAD图形数据库中形成三维模型；研究了参数化快捷建模、内力分析、构件验算、三维实体建模、节点设计以及二维图纸绘制等关键功能：实现了IFC接口，以及与SAP和MIDAS等软件的接口。【关键词】钢结构工业厂房；CAD；建筑信息模型；ObjeetARX；IFC【中图分类号】TU391：Tu27【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2013)03—0008—06分析、设计验算以及计算书输出等功能；实体后处1前言理模块包括建立实体模型、节点设计验算、节点实体拼装和绘制施工图等

3、功能。系统还实现了工业在主要依靠二维图纸文件交换信息的传统设基础类(IndustryFoundationClasses，IFC)接13，以及计方式下，工程师需要在每个设计阶段针对不同的与SAP、ETABS和MIDAS等软件的接口。这种清晰软件建立一个单独的模型。因此，他们的大部分时划分功能模块的系统结构能有效地降低软件开发间都用在建立和修改模型这一劳动强度大且极容的复杂度。易出错的工作上。另外，考虑到工业厂房的细部构造十分复杂、平面图纸难以表现其复杂的空间位置关系和节点细部构造，这种设计方式必然会造成部分信息的丢失。为了提

4、高钢结构工业厂房设计工作的准确性、提高工作效率，研制了基于BIM的钢结构工业厂房CAD／CAM集成软件系统。如图1所示。建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)通过数字化技术对建筑物全生命周期的所有信息进行仿真模拟⋯。BIM作为一种信息集成技术，以三维信息化模型为载体，集成了钢结构设计、加工制作和安装各阶段分散的数据，实现了完整的传递信息。由于BIM数据库集成了各种工程信息，因此基于BIM图1钢结构工业厂房CAD／CAM集成软件系统技术软件有能力支持进行各种复杂的评价和分析。系统划分为

5、界面清晰明确但彼此又能无缝连系统研制的主要技术难点包括：1)定义描述实接的两大模块：结构计算模块和实体后处理模块。际结构的层次数据结构；2)结合钢结构工业厂房的其中，结构计算模块包括快捷建模、定义荷载、力学结构特点，实现参数化快捷建模、刚架内力分析与【基金项目】上海市优秀学科带头人计划项目：基于BIM的土木结构设计建造管理信息化集成系统(11XDl404900)【作者简介】常治国(1977一)，男，博士。主要研究向：钢和新型结构设计理论和CAD软件研制。基于BIM技术的钢结构厂房设计软件9构件验算、三维实体建造、节点设计与

6、编辑和二维模型之外，也支持根据实际结构建立实体模型。图纸绘制等功能的关键算法；3)实现IFC接El以及2．1类的层次关系与其他常用软件的数据接口。三维可视化信息是钢结构BIM的重要信息，它切合了数字化建造钢结构结构骨架的思想。它也2系统结构是钢结构结构工程各个阶段各种相关工程信息的钢结构BIM的技术核心是一个由计算机三维模载体，集成了与该结构图形元素相关的分析信息、型所形成的数据库旧圳。系统采用VisualC++语言设计验算信息、施工图信息以及制造信息等钢结构运用AutoCAD的ObjectARX接口对其进行二次开各个阶段

7、的工程信息。发∞J，以利用AutoCAD数据库来帮助存储和管理钢从面向对象的角度来看，一些特性和功能相似结构智能对象。ObjectARX的最大特点是面向对象的实际结构对象可用一个抽象类型的实例表示。技术的广泛应用，可将实际结构的对象及其复杂的空例如，同一根实际结构的梁，在结构计算模块中用间和逻辑关系描述为一系列具有钢结构工程属性，派于描述有限元计算中的线单元，主要存储节点号、生于它的基础类的智能对象，并将对象以及对象之间截面、荷载和约束条件等计算信息，以及按规范验的层次关系和逻辑联系存储在AutoCAD图形数据库算的相关信

8、息；而在实体后处理模块中则用于描述中。这些自定义类与AutoCAD自身的类基本处于同为杆形实体，并存储端点、截面和材质等加工属性，一级别，可以十分方便地进行数据库操作。以及节点设计相关的截面内力和约束条件等属性。对应于系统的两大模块，分别建立了计算模型由此可见，结构计算模块和实体后处理模块中存在和实体模