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

【參考文獻】

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1 龔健雅;空間數據庫管理系統(tǒng)的概念與發(fā)展趨勢[J];測繪科學;2001年03期

2 王廣斌;向乃姍;;多學科設計優(yōu)化在建筑工程設計中的應用[J];東南大學學報(自然科學版);2010年S2期

3 曾旭東;譚潔;;基于參數化智能技術的建筑信息模型[J];重慶大學學報(自然科學版);2006年06期

4 徐傳亮;光軍;;梁及梁布置的設計優(yōu)化[J];工業(yè)建筑;2012年S1期

5 王勇;;三維設計和協(xié)同設計平臺在核電設計院的應用[J];核動力工程;2010年03期

6 王嫻;劉輝;倪遠平;;B/S與C/S體系結構的應用研究[J];信息技術;2006年06期

7 豐亮;陸惠民;;基于BIM的工程項目管理信息系統(tǒng)設計構想[J];建筑管理現代化;2009年04期

8 曾旭東;趙昂;;基于BIM技術的建筑節(jié)能設計應用研究[J];重慶建筑大學學報;2006年02期

9 李林靜;葉冬芬;;運用Winsock構建基于C/S模式的網絡通信[J];計算機工程與科學;2009年02期

10 代一帆;董靚;;關于建筑數據表示和交換的標準IFC[J];建筑科學;2008年08期

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1 王珉;大型CAD系統(tǒng)軟件架構及其開發(fā)方法研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

2 張洋;基于BIM的建筑工程信息集成與管理研究[D];清華大學;2009年

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本文編號：2543778