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    基于Revit的BIM技术结构设计中的数据交换问题分析.pdf

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    基于Revit的BIM技术结构设计中的数据交换问题分析.pdf

    第6卷第3期 2014年6月 V01.6 No.3 Jun.2014 基于Revit的BIM技术结构设计中的 数据交换问题分析 杨党辉 苏 原 孙 明 1.华中科技大学土木工程与力学学院,武汉430074; 2.武汉市城乡建设委员会设计处,武汉430050 【摘要】BIM技术在结构设计中应用的难点在于结构分析软件与BIM建模d软件之间的数据转换。本文主要从 IFC标准、Revit API以及基于Excel的数据交换等方面进行了数据交换测试,并对测试结果进行了理论分析,测试 结果为IFC标准仅适合结构物理模型的数据交换,后续的结构分析设计或实体配筋难以进行;基于Revit API二次 开发的接口在进行结构分析设计上的数据交换上是可行的,但是存在诸如接口不稳定等问题;基于Excel的转换依 赖于软件是否支持Excel数据文件的导入导出,但转换过程稳定。实际运用上,应当针对结构体系和模型复杂程度 的不同。采用不同的转换策略。 【关键词】建筑信息模型;IFCIndustry Foundation Class;Revit APIapplication program interface;数据交换 【中图分类号】TU17;335375 【文献标识码】A 【文章编号】16747461201403001306 1 引言 BIM技术的基础是建筑全寿命周期过程中的信 息共享和转换。结构设计作为建筑物设计中的重 要环节,BIM技术在结构设计中的应用成熟度对信 息共享的实现有着重要的影响。与BIM技术在建 筑设计中相对成熟的应用相比 J,结构设计中的结 构力学性能分析与配筋设计带来的数据转换等问 题极大的影响了BIM技术在结构设计中的应用与 推广。 BIM技术中的数据转换一般包含三种形式直 接转换、中间文件转换、公共转换标准。目前,Revit Structure与结构设计软件之间多以中间文件和公共 转换标准IFC实现数据转换。文献 指出,Revit物 理模型与结构分析模型的链接障碍是数据交换的 难点之一,要实现“无缝”数据交换,需要有成熟的 交换标准或数据接口。文献 分析了IFC标准在 结构设计领域的开发工作及相关评估,认为在理论 上,IFC标准基本满足结构设计的数据需求。但实 际应用中,在不同的软件间进行IFC文件互相交换 时,各大软件商都使用自己的数据库与其显示平台 进行对接,由于数据库并未按照IFC标准的格式构 建,不可避免的出现IFC文件输入、输出时造成信息 缺失与错误等结果;基于IFC的数据交换在真正运 用于工程实践之前,尚需要进一步的发展 。 笔者认为,一个良好的数据转换,应满足以下 三点①转换过程的公开透明性,包括转换内容的 可选择性和转换过程的错误、警告等信息的记录; ②转换结果的可利用性,转换后的模型不仅要与原 模型几何尺寸上吻合,而且构件的内在属性应满足 下一步分析的要求;③转换标准接口的稳定性, 不应出现因转换过程中数据丢失或其它原因导致 转换出现中断。 因此,本文将在对不同数据转换方法测试的基 础上,总结各接口标准的成熟度和可行性,提出 相应的解决方案。 2数据转换测试 目前,基于Revit Structure的BIM技术在结构 设计上的数据交换主要通过三种方式进行一是采 用IFC标准,实现各软件之间的数据传递和更新;二 是基于Revit API二次开发,以插件的形式显示在 【基金项目】武汉市城乡建设委员会资助项目“基于技术经济分析的BIM结构设计方法研究”201230838 【作者简介】杨党辉1989一,男,硕士研究生。主要研究方向BIM技术与结构设计。 基于Revit的BIM技术结构设计中的数据交换问题分析 l7 2.3基于EXCEL的转换 目前,支持Excel数据导出的常用软件有 3D3S、SAP2000、ETABS、midas Gen等。由于Revit 中构件没有明确的空间三维坐标,因此目前的转换 是将设计软件的模型导入到Revit中,转换过程为 将设计软件中结构模型导出为Excel文件格式,经 过处理,实现各构件编号、节点号、节点坐标、截面 类型、材质信息等一一对应,并将其进一步整理成 Revit扩展插件可以识别的格式,然后利用基于Ex cel的模型生成器加载Excel文件。 2.4转换方法的对比分析 转换原理采用IFC标准的转换是模型全部信 息的转换,包括几何信息空间位置、长度、节点约 束、框架杆端弯矩释放等,荷载信息荷载方向、类 型、组合等,材料信息材料种类、自重等以及截 面信息回转半径、截面类型等,可以保证信息在 流动过程中的一致性;Revit API和Excel转换一般 基于截面类型的匹配,构件空间位置、截面类型可 以得到有效的保证,框架杆端弯矩释放信息一般不 会传递,其它信息会因接口的不同而受到不同程度 的限制。 转换结果由于不同软件对构件属性定义方式 不同,IFC的转换结果存在诸多问题,仅支持结构物 理模型的转换,后续的结构分析或实体配筋受到限 制;与IFC交换相比,Revit API和Excel交换以截面 类型匹配为原则,避免了不同软件对构件属性定义 方式不同带来的问题,实现结构分析软件中构件类 型与Revit族类型之间的一一匹配,其好处在于交 换结果可以用来做结构分析设计或实体配筋等,但 Revit API存在接口的稳定性不能得到保证、容易出 现错误性中断等问题,且两者的交换均受到包括接 口局限性引起的截面类型的限制以及不规则构件 无法交换等问题的限制。 3解决方案 根据前文探讨,在实际应用可采用Revit API接 口进行转换。其思路如下对于混凝土结构,考虑 到构件水平偏心是混凝土结构最常见的情况,因此 支持物理模型的转换数据接口是优先选择,其解决 思路如图5a所示,其中箭头指向表示数据的传递 方向;对于如网架、网壳形式的空间钢结构,其构件 偏心较少,考虑到3D3S在空间结构建模上的优势 和ETABS对钢构件截面数据库的支持,其解决思路 如图5b所示。 4总结与建议 1BIM技术在结构设计中的数据转换问题主 要是不同软件之间数据交换时出现的数据错误、丢 失以及结构三维物理模型向分析模型简化的问题; 2实际运用方面,混凝土结构数据交换,建议 使用YJK;空间网架、网壳结构,建议使用ETABS;对 于复杂空间钢结构,亦可采用3D3S建模分析,然后 将模型导入到Revit中; 3IFC标准在结构设计数据交换上的成熟运 用,须解决三个问题软件自身对结构设计所需IFC 数据的成熟支持;IFC标准对结构物理模型、分析模 型交换的模型简化、节点处理等问题;IFC标准对结 构设计结果内力、变形、配筋等信息的数据支持 与传递; 4基于Revit API的交换应保证物理模型和 分析模型同时转换,确保结构分析的精确度。 a混凝土结构解决方案 b钢结构解决方案 图5结构设计数据转换解决方案 ①物理模型,②分析模型;一相对成熟。功能有待完善 参考文献 [1]Kiviniemi A,Tarandi V,Karlshcj J,et a1.Review ofthe development and implementation of IFC compatibleBIM [R].EuropeErabuild,2008. 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[13]邱奎宁,张汉义等.IFC技术标准系列文章之一IFC 标准及实例介绍[J].土木建筑工程信息技术,2010,2 168-72. Analysis on the Application Problems of BIM Technology based on Revit in Structural Design Yang Danghui ,Su Yuan ,Sun Ming 1.School of Civil Engineering and Mechanics,Huazhong University ofScience and Technology,Wuhan 430074,China;2.Design Department of Wuhan Urban And Rural Construction Commission, Wuhan 430050,China AbstractData exchange between structural analysis software and structural modeling using BIM tools has been a key problem in terms of the application of BIM technology in structural design.This paper discusses the current state-of-the-art of the advantages and disadvantages on data exchange issues from the aspects of IFC standard,Revit API Plat and Excel data at,and then the theoretical analysis is conducted after the test.The test results show that IFC standard is only suitable for the ination exchange of structural physical model,and the sequential structural analysis and reinforcement entity configuration receives very huge restriction;the ination exchange interface based on Revit API is feasible in structural analysis and design,however,there are many problems such as the instability of the interface to be solved and the based on excel file at is stable during the data ex change process,however,it depends on whether the software can export and import excel file.Finally,different data exchange strategies should be adopted according to the type of the structural system and the complexity of the mode1. Key WordsBuilding Ination Modeling;IFC;Revit API;Data Exchange

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