基于BIM建筑结构设计模型集成框架应用开发

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摘要：探讨了建筑信息模型在信息的集成过程中的相关特性以及模型数据积累的反复性模型和基本对象表达的复杂性从而最终创建一个能够包含结构设计和建筑设计阶段的信息模型框架系统，这个系统具有诸多优点：兼容性、可扩展性以及阶段性等，借助于这个模型系统的开发，可以实现在结构和建筑模型中的信息集成，并且最终能够促进下一代的建筑信息模型的研发。

关键词：建筑信息模型；信息集成框架；建筑模型；结构模型

目前bim技术的逐步推广和应用以及现今IFC（industry foundation classes）也就是工程信息交换标准被行业所接受，在建筑生命周期之中运用到信息集成技术也是越来越普及。在建筑领域，结构设计以及建筑设计无疑使其最重要的设计阶段，因此关于采用何种方法有效实现结构设计以及建筑设计的信息集成也就是模型集成框架中最为重要的问题。

由于我国对于建筑信息模型这一领域的涉足比较晚，因此目前在我国这一领域的相关研究还是比较有限的。邓雪原（上海交通大学）研究发现可以直接由IFC自动获取得到SAR2000 以及ETABS结构模型的基本框架，张建平、胡振中（清华大学）研究则发现能够通过建筑设计、施工管理以及结构设计相结合的施工安全信息模型来进行建筑施工中的安全事故分析。笔者结合多年的相关经验，根据前人的研究基础，结合结构模型以及建筑信息模型的转换，取得了结构设计和建筑设计信息的共享和集成。

1.BIM信息集成过程和特征

BIM（英文全称：Building Information Modeling，中文直译：建筑信息模型，中文含义：多维工程信息模型，以下简称BIM）经过二十一世纪第一个十年在全球工程建设行业的实际应用和研究，已经被证明是未来提升建筑业和房地产业技术及管理升级的核心技术。近十年来，BIM技术在美国、日本、香港等国家和地区的建筑工程领域取得了大量的应用成果。国内不少具有前瞻性与战略眼光的施工企业开始思考如何应用 BIM 技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。美国建筑科学研究院（NIBSNational Institute of Building Sciences）在2007年颁布美国国家BIM标准第一版第一部分。

信息集成（集成平台）Integrated information（Integrated platform）是指系统中各子系统和用户的信息采用统一的标准，规范和编码，实现全系统信息共享，进而可实现相关用户软件间的交互和有序工作。标准化是信息集成的基础，主要包含通信协议标准化（如MAP/TOP，制造自动化协议/技术办公室协议等），产品数据标准话（如STEP，产品模型数据交换标准等），以及调节网络标准化，电子文档标准化，交互图形标准化等。集成平台是信息集成的有力工具，这是面向对象的开放式集成技术，例如有X个需要交互的应用软件，只要把每个应用软件分别接到集成平台，就可在一组集成服务器的支持下，实现X个应用软件的集成，因而集成的复杂性由多个降到一个。集成平台技术正在逐步完善之中。

使建筑全生命周期的所有信息流全部都集成起来则是BIM信息集成的最终目的。但是难度自然也是很大，这主要是由于在建筑全生命周期之中，数据的相关信息和工程项目建设都是在长时间的过程中的一个积累，在这个长时间的过程之中，每一段时间都会产生不同的信息流，而BIM的信息集成则必须在这个长时间的过程之中保证信息的螺旋上升，知道项目完工后BIM信息模型框架体系构建的完成。

2.建筑结构模型的复杂性

2.1基本对象表达的区别

对于不同的专业，结构模型和建筑模型自然在信心的表达方面也会存在着很多的差异。对于建筑产品的基本对象之间的空间分配关系、空间拓扑关系、外观真实表现则是建筑模型比较关注的；而对于结构模型，对各个对象和产品之间的受力分析以及连接关系探析才是其重点。

2.2模型数据构建的反复

在所有模型之中，处于顶端位置的就是建筑模型，它产生的诸多信息流会分别被节能设计、结构设计、水暖电提取和继承。在将建筑模型的信息提取和继承之后，还会根据自身特性来二次建模。在二次建模的过程之中信息的获取会反复很多次，直到最终满足设计相关要求。

3.建筑结构信息模型ASIM集成框架

3.1ASIM上层模型流程设计

模型转换的中间环节就是应用开发接口（模型信息转换平台），解析IFC 标准的EXPRESS 语言表达类则是通过程序语言（FORTRAN或者C++），并且通过相关技术手段来获得对象之间拓扑关系信息和建筑基本对象（构件）信息，最终实现在PKPM的CFG平台之上显示能够最终成为结构模型的建筑对象。

3.2ASIM集成框架

根据上文所说的建筑部分建模的相关特点，对ASIM（建筑结构信息模型集成框架体系）进行构建，这这个系统之中主要有四个体系：模型体系、应用体系、数据库体、转换体系，其中，设计者使用相关软件的操作层为应用体系，体系的顶端资源则是建筑模型和数据库

4.ASIM 信息转换平台

在ASIM 集成框架体系中，对于整个框架体系的顺利运转主要依靠的就是模型的信息转化平台的操作。而模型的信息转化平台依靠的就是建筑模型的相关联系以及底层建筑基对象（梁、墙、柱、洞、板等）映射以及提取，最终实现在各个构建过程中转化底层信息流的目的。

结语

本文通过对于BIM（建筑信息模型）信息集成过程中的相关特点，创建了面向设计阶段的ASIM系统，依靠ASIM信息转化平台的开发和利用最终优化并且实现了BIM信息集成框架的构建.

参考文献

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