基于BIM的装配式混凝土结构参数化建模方法研究

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装配式框架结构需要的工程图纸及其蕴含构件信息的数量是传统现浇框架结构的1倍以上,但是工程量大幅提升的同时工期要求却并没有降低,这极易造成设计质量的下降。因此需要通过BIM技术提高设计效率,但是常用的设计软件Revit在参数化建模与模型分析方面的优势并不突出。Dynamo作为Revit设计环境中的可视化编程软件,其出色的建筑信息管理能力以及强大的参数化、程式化的属性为设计师提供了一种可以高效完成设计流程的方法。本文以Revit和Dynamo软件为研究基础,对基于BIM的装配式混凝土框架结构的参数化建模方法进行系统研究,研究内容如下:(1)利用Dynamo参数化辅助设计功能提取CAD施工图参数,在此基础上结构专业编写了预制柱、预制叠合梁、预制叠合板以及混凝土夹心保温外墙等预制构件的Dynamo建模程序,建筑专业编写了混凝土砌块墙体的Dynamo建模程序,以建立真实的混凝土砌块墙体模型取代了以往添加材质表皮的建模方法。结果表明,采用Dynamo参数化程序建模的方法可以实现不同预制构件模型之间的参数化联动,实现精确建模为工程量统计提供基础数据。(2)在基于Dynamo开发的预制构件参数化建模程序的基础上对模型分析功能进行了研究。开发出将管道、风管和电缆桥架等管线构配件考虑在内的净高分析程序。在Dynamo程序内部开发出钢筋与钢筋之间,钢筋和预制构件之间的碰撞检查程序,并将Dynamo净高分析程序和碰撞检查程序分别与国内软件建模大师管线净高分析功能,与国外软件Navisworks碰撞检测功能进行对比分析。结果表明基于Dynamo开发的分析程序可达到与其他两款软件相同的效果,并且具备更高的可视化程度,分析规则的制定也更加灵活自由。(3)以实际工程为例,将开发好的Dynamo程序应用到实际工程项目当中,将施工图纸所包含的参数分为只读参数与自定义参数两类,并在实践中对Excel数据表的格式、预制构建族命名规则、以及参数化建模程序的参数进行参数偏差纠正。根据叠合板与夹心保温外墙在实际工程中的开洞情况对混凝土模型和钢筋模型参数化建模程序进行优化,验证基于BIM的装配式混凝土建筑参数化设计方法在工程应用中的可行性以及重复利用价值,实践结果表明通过Dynamo参数化程序建模效率提高近60%并显著减少了构件之间的碰撞。本文通过Dynamo开发预制构件建模程序、模型可视化分析程序以及工程实践应用对装配式混凝土框架结构参数化建模方法进行了积极的探索与研究。
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