Revit结合Robot Structural Analysis方式的混凝土框架结构本土化设计研究

摘要

近年来，在倡导产业转型升级的背景下，我国的建筑业急需向高效、环保的发展模式转变。建筑信息模型BIM是借助强大的信息技术，将传统的二维设计模式带向三维、四维的全寿命周期的应用模式，它给建筑业带来的不仅仅是一场应用工具的革命，更是一场从创作理念到思维方式的革命。但是BIM技术在我国的发展和推广相当不平衡，结构专业BIM的应用相较于建筑专业、施工管理等领域要落后很多。在此过程中，许多学者正对BIM技术在我国结构工程的本土化应用进行着越来越深入的研究，取得了突出的成果。目前，在结构分析计算方面的研究主要集中在BIM核心建模平台与国内的第三方结构计算软件之间模型转换接口上，对于与BIM核心建模平台Revit紧密结合的结构分析计算软件研究甚少。针对国内建筑结构工程应用BIM技术落后的现状，本文首先对建筑结构工程BIM技术的本土化应用进行分析，指出其障碍、提出相关的建议;在“结构分析计算”方面，以和Revit紧密结合的Robot Structural Analysis结构分析软件为主，探索“Revit—Robot StructuralAnalysis”方式的钢筋混凝土框架结构的计算分析在国内的可行性及其本土化程度。最后，在Revit绘制钢筋混凝土框架结构平法施工图方面进行研究，制作了基于Revit绘制钢筋混凝土框架结构平法施工图的项目样板。
　　本文首先对BIM在国内建筑结构工程领域发展中遇到的障碍进行了探讨，浅析发展过程中遇到的问题以及提出了相关的建议。指出当前国内建筑结构工程BIM的应用标准、应用规范还未健全，BIM结构模型的建立、BIM的结构计算分析以及设计成果的表达存在许多问题。这些问题的解决需要一个统筹性、全局性的策略。
　　其次，本文研究了Robot Structural Analysis结构分析软件在国内钢筋混凝土框架结构计算分析的可行性以及本土化程度。研究表明当前Robot Structural Analysis在计算结构整体质量、质心和刚心、周期、振型、位移、位移比、位移角、刚度比、剪重比、刚重比、整体抗倾覆验算以及结构的内力等方面具有一定的可靠性和合理性。在计算混凝土结构水平地震作用中，Robot Structural Analysis是适应现阶段国内混凝土框架结构的工程应用。但是由于其无法计算国内规范下的风荷载、没有抗震内力的调整，因此目前并不能完全适应国内混凝土结构的设计要求。
　　最后，针对Revit绘制结构平法施工图的难题，本文做了许多研究和改进，例如:制作了一批符合国内制图标准的符号与注释、制作了新的含有钢筋符号的Revit字体、制作了新的结构视图样板和钢筋大样详图项目等，最终制作了一套Revit绘制钢筋混凝土框架结构平法施工图的项目样板。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题的提出及主要研究内容

1．3．1 课题的提出

1．3．2 主要研究内容

第二章 建筑结构工程BIM技术本土化问题浅析及建议

2．1 由建筑到结构

2．2 BIM结构模型

2．2．1 在Revit中建立结构模型

2．2．2 在第三方结构分析软件建立结构模型

2．3 计算分析

2．4 成果表达

2．5 小结

第三章 Robot Structural Analysis钢筋混凝土框架结构本土化计算可行性研究

3．1 Robot Structural Analysis本土化应用的意义

3．1．1 Robot Structural Analysis的优势

3．1．2 Robot Structural Analysis本土化研究的意义

3．2 荷载效应组合

3．2．1 原程序的荷载效应组合

3．2．2 新的荷载效应组合

3．3 整体质量、剐度中心与质量中心的偏差

3．3．1 结构的整体质量

3．3．2 结构质心与刚心偏差

3．4 结构的固有振动分析

3．4．1 结构的周期与扭转周期比

3．4．2 结构的振型

3．5 结构水平地震作用分析

3．5．1 反应谱和振型组合的差异

3．5．2 结构水平地震作用的比较

3．6 结构的位移

3．6．1 位移与位移比

3．6．2 层间位移角

3．7 刚度比、剪重比、刚重比和结构整体抗倾覆验算

3．7．1 侧向刚度比

3．7．2 剪重比

3．7．3 刚重比

3．7．4 结构整体抗倾覆验算

3．8 各项整体指标的整理计算

3．9 结构的内力

3．9 小结

第四章 基于Revit的混凝土框架结构平法施工图研究

4．1 基于Revit的平法施工图的意义

4．2 制作通用的结构样板

4．2．1 设计信息

4．2．2 符号与注释

4．2．3 文字字体

4．2．4 视图样板

4．2．5 常用构件族库

4．3 共享参数

4．4 构件族库

4．4．1 混凝土梁族

4．4．2 混凝土柱族

4．4．3 混凝土楼板族

4．4．4 混凝土板式楼梯族

4．5 注释标记族

4．5．1 钢筋混凝土梁注释标记族

4．5．2 钢筋混凝土柱注释标记族

4．5．3 混凝土板式楼梯标注

4．6 详图项目

4．6．1 板钢筋详图项目

4．6．2 柱截面钢筋详图项目

4．7 工程案例

4．8 小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢

附录