建筑物理模型与结构分析模型的数据映射研究

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1、第2卷第2期Vo1．2NO．22010年6月Jun．2O10建筑物理模型与结构分析模型的数据映射研究秦领刘西拉(上海交通大学土木工程系，上海200030)【摘要】本文围绕AEC／FM领域应用软件的信息共享与互用，探讨了建筑建模软件与结构分析软件间的数据映射方案。基于IFC(IndustryFoundationClasses)标准，分析了建筑物理模型与结构分析模型的异同，提出了从IFC建筑物理模型文件中提取结构构件以及结构构件连接节点拓扑信息的方法，并基于这些映射算法，利用c++编程语言实现了本文提出的

2、通用结构分析模型(SGF)与IFC建筑物理模型的双向数据接口。最后，提出了以SGF为中心的多种建筑物理模型与多种结构分析模型的数据集成基本框架。【关键词】建筑物理模型；结构分析模型；拓扑；IFC标准；集成【中图分类号】TU201．4【文献标志码】A【文章编号】1674—7461(2010)02—0028—09案。目前的普遍情况是，建筑师完成二维的建筑模1引言型／效果图或者二维的建筑图纸，结构工程帅基于各种表达的建筑方案，在结构分析软件中从零开始建建筑与结构是建筑工程项月设计阶段最重要模，去除建筑的元素

3、，保留结构的元素，以结构分析结的两个上游专业。它们的设计内容与变更方案是果指导结构设计以及二维结构施工图的绘制，甚至反建筑物全生命周期中其他各个专业和阶段的基础馈至建筑师以改进建筑方案。这样的过程劳动重复、和前提。例如机电专业的管线综合，除了专业内的耗费时力，且模型缺乏高效的反馈、监视与联动。碰撞检查，随着建筑设计与结构设计的变更，常常在三维建筑建模／结构分析软件逐渐流行、各需要与建筑构件与结构构件进行碰撞检查。而作类数据标准和数据接口蓬勃发展的今天，BIM为建筑物的真实物理模型，尤其是在工程设计的前

4、(BuildingInformationModeling)¨技术在前期概念期，建筑模型与结构模型的数据交换就更加频繁。设计／初步设计阶段以及后期施_L阶段取得在结构模型中，所有结构构件的几何信息，如墙、了一些应用和进步，但在中期最基本、最迫切的建柱、梁、板的几何定位必须以建筑模型为依据，大多筑设计与结构分析领域的数据集成方案仍然缺乏。数情况下，结构构件的截面尺寸应满足建筑设计的国际协作联盟(IAI提出的行业基准分类(Industry功能要求，尽可能与建筑设计保持一致。另一方FoundationClas

5、ses，IFC)为多领域应用软件的数面，在大型复杂工程项目中，结构体系的复杂程度据互用提供了实现基础，被认为是迄今为止最全面使得结构专业在前期方案设计和概念设计阶段变和最具潜力的BIM数据标准。国际上有学者。针得更加重要。因此，若能在建筑模型与结构模型的对设计阶段建筑师与结构工程师的协同设计目标，交互环节中节省时间和成本，提高精度和质量，对进行了一些基于IFC的应用研究，但在建筑物理模整个产业效率的提升将具有较大的推动。型与结构分析模型的数据映射以及多种结构分析建筑师的建筑物理模型与结构工程师的结构分

6、模型与IFC建筑模型的数据集成方面，仍然缺乏有析模型，在很多情况下仍然缺乏高效的数据集成方效的解决方案。【基金项目】国家“十一五”科技支撑计划项目子课题(2006BAJ01B07-O1)【作者简介】秦领(1982一)，男，博士生。主要研究方向：CAD／CAE协同与集成研究。E-mail：lltyly@126．com建筑物理模型与结构分析模型的数据映射研究29本文将研究建筑物理模型与结构物理模型之间、结构物理模型与结构分析模型之间的异同与映射关系。在这些映射关系下，实现基于IFC数据标准的BIM平台与本

7、文提出的基于XML的通用结构分析模型(SGF)平台的通信和互用。同时，建立SGF与多种商用结构分析模型的数据映射框架，最终实现多种建筑图2IFC建筑模型与结构分析模型的双向数据转换物理模型与多种结构分析模型的数据集成。假定的几何边界条件信息以及待修改的结构构件2一般建筑模型与一般结构模型的信息的几何、截面、材料等信息。建筑模型中共享的结构信息是结构构件的几对比何、截面和材料信息；而荷载信息，如静荷载、活荷在设计过程中，建筑师与结构工程师的工作相载、地震荷载、风荷载等则是建筑模型中所没有的，对独立，设计

8、目标也不同。建筑师专注于建筑物的需要结构工程师依据相应的荷载设计规范，通过所宏观体量以及各类建筑元素在守问上的布置以追应用的结构分析／设计软件添加；结构有限元模型求更优秀的建筑物理性能；结构工程师专注于结构中的几何边界条件也是建筑模型中所没有的，结构构件和整体结构的力学性能分析并将分析结果应工程师需要根据工程经验和设计要求在结构模型用到结构设计甚至反馈至建筑设计。虽然建筑设中添加；在结构分析／设计实践中，结构工程师有时计是上游，结构分析／设计是下游，但它