BIM技术在钢结构设计中的应用及子结构分析方法研究

摘要

建筑信息模型(BIM)是继CAD（计算机辅助设计）技术后建设领域的又一重要的计算机应用技术，被称之为建筑业的信息革命。近年来，BIM已在建筑行业引起高度关注并广泛推广应用。BIM技术作为促进绿色建筑发展和提高建筑产业信息化水平，推进智慧城市建设，实现建筑业转型升级的革命性技术，必将给建筑业发展带来巨大的经济效益和社会效益。BIM是信息化技术在建筑领域发展到一个更高阶段的必然成果，是在CAD技术基础上的应用深化及技术变革，是绿色低碳、智慧建造的必由之路，其先进性已在业内达成共识。
　　本文介绍了建筑信息模型(BIM)的内涵、特点，BIM在绿色建筑中的应用，对比了BIM三维设计与传统二维设计在设计流程、协同设计方面的区别，阐述了BIM在设计院的应用和推广。并以某实际工程为例，介绍了常用的钢结构设计软件MIDAS Gen和3D3S与BIM结构软件的信息数据交换过程;进行了Navisworks马道碰撞检测分析，旨在介绍BIM技术在专业内协同设计方面的实际应用;进行了Navisworks4D施工过程模拟，旨在介绍BIM技术在施工模拟方面的实际应用。对于BIM技术在结构专业设计阶段上的应用进行论证和分析，同时为未来BIM技术的发展和应用提供参考。
　　对于传统幕墙，一般情况下均为固定在上、下两个楼层之间，以其中一个楼层为重力吊挂点，另一个楼层为侧向荷载支撑点。对于自重较大的幕墙，通常需要上下两部分结构共同提供支承作用，而这种幕墙连接形式下结构的传力路径并不明确。本文从某实际工程入手，针对这种幕墙连接形式对整体结构进行了拆分，提出了一种结构简化分析方法，旨在揭示子结构间的传力路径，得出各子结构的简化模型。考虑到幕墙在承载能力极限状态下的失效情况，以及探究幕墙对屋盖的支承作用对屋盖造成的影响，进行了幕墙连接节点的失效分析，得出幕墙对屋盖支承作用的失效并未对屋盖产生破坏性的影响。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．1．1 BIM技术的产生背景

1．1．2 BIM技术实现的意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 BIM技术在国外的发展现状

1．2．2 BIM技术在国内的发展现状

1．3 本文的研究目的和研究方法

第二章 结构简化分析

2．1 工程背景

2．2 结构体系简介

2．2．1 屋盖结构体系

2．2．2 幕墙结构体系

2．3 结构设计与复核

2．3．1 计算模型

2．3．2 荷载取值

2．3．3 结构主要分析结果

2．3．4 节点包络设计法及施工过程验算

2．3．5 不同程序计算结果的比较分析

2．4 结构简化分析

2．4．1 分析过程和分析方法

2．4．2 分析结果

2．4．3 简化模型

2．4．4 施工过程对传力路径的影响

2．5 幕墙连接失效分析

2．5．1 幕墙上部连接节点失效后的屋盖响应

2．5．2 幕墙下部连接节点失效后的屋盖响应

第三章 BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究

3．1 建筑信息模型(BIM)的内涵

3．1．1 BIM的定义

3．1．2 BIM技术的特点

3．1．3 BIM的技术优势

3．1．4 BIM与绿色建筑

3．2 BIM的设计流程与协同工作

3．2．1 BIM设计流程与传统设计流程的对比

3．2．2 BIM协同设计与传统二维设计的对比

第四章 BIM在钢结构设计中的应用案例分析

4．1 第三方结构设计软件与BIM结构软件的信息数据交换

4．1．1 信息数据交换的方式

4．1．2 基于IFC标准的信息数据交换

4．2 基于BIM的专业内协同设计——马道碰撞检查优化

4．2．1 BIM协同设计工具——-Navisworks

4．2．2 Navisworks马道碰撞检测

4．3 Navisworks 4D施工模拟

4．3．1 BIM 4D模拟技术

4．3．2 Navisworks 4D施工模拟过程

第五章 结论与展望

5．1 本文主要结论

5．2 今后研究展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢