【摘要】：近年來,隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展,建筑工程項目的規(guī)模日益擴大,建筑造型愈加復(fù)雜,對建筑工程設(shè)計的要求愈來愈高。然而,在當(dāng)前建筑工程設(shè)計過程中,由于各專業(yè)相互獨立,缺乏有效、精準的協(xié)調(diào)與互動,使得在常規(guī)的二維設(shè)計模式下,各專業(yè)設(shè)計交叉現(xiàn)象嚴重,工作容易反復(fù),生產(chǎn)效率低下,造成施工返工較多,建造成本上升,資源浪費嚴重。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技術(shù)的發(fā)展,使上述問題的解決成為可能。BIM技術(shù)是繼二維CAD技術(shù)后建設(shè)領(lǐng)域的又一次革命,是創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對工程項目進行設(shè)計、建造、運營管理的過程。本文面向建筑工程設(shè)計階段,借助BIM技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)及數(shù)據(jù)管理技術(shù),結(jié)合相關(guān)工程規(guī)范,首先對BIM在我國建筑工程設(shè)計優(yōu)化領(lǐng)域的應(yīng)用進行了深入分析和探索,提出基于BIM平臺的設(shè)計優(yōu)化流程;然后基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫與XML(可擴展標記語言,Extensible Markup Language)建立滿足IFC(工業(yè)基礎(chǔ)類,Industry Foundation Classes)標準的數(shù)據(jù)存儲與訪問機制;最后應(yīng)用C/S技術(shù)進行優(yōu)化平臺架構(gòu)設(shè)計,并在平臺架構(gòu)上進行詳細優(yōu)化功能模塊設(shè)計,包括三維結(jié)構(gòu)構(gòu)件自動布置、建筑工程材料快速統(tǒng)計、綜合管線碰撞檢測及智能避讓、管線凈高檢測等功能模塊,并設(shè)計每一優(yōu)化模塊的關(guān)鍵算法,目的在于提高設(shè)計質(zhì)量和效率,減少施工返工次數(shù),豐富和充實面向建筑工程設(shè)計優(yōu)化的BIM信息創(chuàng)建理論及應(yīng)用研究,同時為中國BIM相關(guān)標準的制定提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容如下:(1)提出基于BIM的建筑工程設(shè)計優(yōu)化流程及優(yōu)化平臺架構(gòu)分析基于BIM的建筑工程設(shè)計工作過程,提出BIM信息及模型的創(chuàng)建與優(yōu)化流程,建立應(yīng)用功能模塊進行設(shè)計優(yōu)化的整體方法。對比研究C/S(Clint/Server,客戶端/服務(wù)器)架構(gòu)與B/S(Browser/Server,瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)的應(yīng)用模式,設(shè)計了一個基于C/S的建筑工程設(shè)計優(yōu)化平臺架構(gòu),架構(gòu)由表示層與業(yè)務(wù)邏輯層結(jié)合的綜合層和數(shù)據(jù)庫訪問層兩層組成,并在此基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化功能模塊的劃分,為后期的功能實現(xiàn)提供基礎(chǔ)平臺。(2)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫與XML技術(shù),設(shè)計基于IFC的數(shù)據(jù)存儲與訪問機制分析當(dāng)前BIM軟件的應(yīng)用要求,對比關(guān)系數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫,面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫以及結(jié)構(gòu)化存儲文件等各類數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的優(yōu)缺點,針對IFC專業(yè)領(lǐng)域?qū)�、共享操作層及資源層的相應(yīng)數(shù)據(jù),結(jié)合建筑全生命周期的具體管理過程的需要,按照關(guān)系數(shù)據(jù)庫及XML文件的層次結(jié)構(gòu)設(shè)計對應(yīng)的存儲與訪問機制,保證BIM平臺之間的數(shù)據(jù)共享性、協(xié)同工作性及可擴展性等,提高BIM工具之間的數(shù)據(jù)交換效率,為數(shù)據(jù)的后期處理特別是優(yōu)化功能模塊的實現(xiàn)提供靈活的存儲與訪問基礎(chǔ)。(3)研發(fā)建筑工程設(shè)計優(yōu)化功能模塊深入分析建筑工程優(yōu)化設(shè)計過程中的需求,應(yīng)用三維BIM技術(shù)及計算機技術(shù),根據(jù)相關(guān)工程設(shè)計規(guī)范,設(shè)計三維結(jié)構(gòu)構(gòu)件自動布置、建筑工程材料快速統(tǒng)計、綜合管線碰撞檢測及智能避讓、管線凈高檢測等關(guān)鍵優(yōu)化功能模塊對應(yīng)的算法,并以Microsoft Visual Studio 2010為開發(fā)平臺,調(diào)用Revit平臺所提供的應(yīng)用程序接口(Application Programming Interface,API),采用C++與C#語言加以開發(fā)和實現(xiàn),最后進行了相應(yīng)的功能測試。(4)工程應(yīng)用結(jié)合西安市某客運站與地鐵站兩個實際工程,分別對三維結(jié)構(gòu)構(gòu)件自動布置、建筑工程材料快速統(tǒng)計、綜合管線碰撞檢測及智能避讓、管線凈高檢測等設(shè)計優(yōu)化功能進行詳細的應(yīng)用測試,對BIM技術(shù)解決我國建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)工程問題的可行性與實用性進行了探索,結(jié)果表明本研究能夠提高建筑工程設(shè)計的質(zhì)量與效率,進而減少施工返工、降低建設(shè)成本,使用價值高、應(yīng)用前景廣。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU17;TU201

【參考文獻】

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本文編號：2543778