基于BIM的钢结构节点设计软件开发与研究
这是一篇关于BIM,钢结构节点,Revit二次开发,参数化建模,节点计算的论文, 主要内容为BIM技术的出现推动了建筑产业信息化、数字化发展进程,其在规划、设计、施工、运维各个阶段的技术应用日趋成熟。同时,将BIM技术应用于钢结构建筑中是实现建筑行业工业化的重要技术手段。但是国内当前所使用的BIM钢结构设计软件不能完全将钢结构中重要连接节点进行参数化和正向化设计,从而造成建设周期延长、工作效率降低、工程成本增加等问题。所以,BIM软件的功能需要不断持续完善。针对以上问题,本文的研究以BIM主流建模软件Revit的二次开发技术为基础,以钢结构相关理论研究为依据,以钢结构节点设计软件开发为重点,完成了以下内容的研究:(1)基于Revit二次开发技术进行开发环境配置和技术基础研究,分析MVVM设计模式对钢结构节点设计软件开发的具体应用方式。(2)通过构建钢结构节点标准化族库,利用参数驱动族模型,对节点中每种构件的创建流程和方法展开深入分析,为后续扩充更丰富的钢结构节点类型提供了理论基础,同时提高了程序的可扩展性和可维护性,然后生成自定义钢结构节点模型,并导出相应的节点详图,为节点计算功能的开发奠定了基础。(3)依据钢结构节点相关设计规范,研究了软件计算功能的设计理论和计算方法,开发了钢结构节点承载力计算模块。通过输入项目信息、内力参数以及材料参数,程序可以快速实现四类节点的承载力计算,然后通过编程将计算过程和结果数据导入计算书模板,自动生成节点实例的计算书,节省设计人员对计算书的整理修改和编写排版时间,提高工作效率。(4)基于以上研究,以某工程项目为例,对钢结构节点参数化建模和节点计算功能分别进行了应用,验证了程序的实用性。通过对比分析证实了软件简单易操作且功能较完善的优点,同时提高了钢结构三维建模效率,实现了节点参数化建模及计算,是对钢结构工程正向设计的积极探索。
BIM技术在变截面连续梁桥设计中的应用研究
这是一篇关于变截面连续梁桥,参数化设计,Dynamo可视化编程,Revit二次开发,Navisworks,模型转换的论文, 主要内容为随着科学技术和信息技术的迅猛发展,桥梁数量逐渐增多,人们对桥梁工程建设要求越来越高,因为传统桥梁建设过程中的不足和信息化的全面覆盖,我国桥梁工程开始向信息化转型。如何将信息化技术应用于桥梁工程领域,实现工程项目全生命周期的信息化和智能化管理,成为国内桥梁工程领域研究的热点。借助BIM技术则可以很好地解决这些问题,当前BIM技术在房屋建筑领域已经落实了很多项目,而在桥梁领域由于桥梁结构的特殊性,BIM技术目前处于探索应用阶段并逐渐广泛应用,但仍存在一些困难。在此背景下,本文以鄂州市东沟大桥为研究对象,对其设计阶段BIM技术应用进行了研究,针对变截面连续梁桥建模困难等问题运用参数化设计理念提出了桥梁BIM设计流程。具体研究内容如下:(1)详细讨论并分析了国内传统桥梁建设过程中存在的不足以及目前BIM技术在桥梁领域应用所面临的困难。本文分别从市场环境、软件主要功能、软件操作难度、价格成本等方面对比分析了目前国内外几款主流建模软件的优缺点,发现Revit软件具有应用范围广用户群体大,与国内工程环境契合度高,价格便宜等优势,最终选用Revit作为研究平台,针对变截面梁桥建模难等问题,提出桥梁BIM设计流程,以Revit与Dynamo联合运用模式进行桥梁参数化设计研究。(2)基于“Revit+Dynamo”模式提出变截面连续梁桥模型参数化初步设计方案。将桥梁项目进行构件分类,详细地介绍桥梁主要构件族库的参数化创建,生成构件族并建立参数化桥梁族库,包括实体族和轮廓族;通过可视化编程Dynamo创建节点程序提取各构件尺寸信息、空间位置信息等,建立数据库;通过拾取勘测点使用Civil 3D创建地形曲面,将地形曲面图和桥型平面布置图导入Revit中进行对位,拾取桥梁平面曲线和竖曲线,通过Dynamo编写节点程序实现桥梁中心线的创建、变截面箱梁的创建及桥梁下部结构的自动化创建;最后完成搭建全桥三维BIM模型,验证Revit联合Dynamo创建桥梁模型流程的可行性。(3)对Revit二次开发创建钢筋族和Navisworks深化应用进行研究。介绍了Revit二次开发背景、概念及工具,结合C#语言对Revit API接口进行二次开发,创建了钢筋插件,并在Revit界面菜单栏创建了快捷钢筋Ribbon面板,以便可以快速调用建立钢筋。最后将桥梁三维BIM模型导入Navisworks中进行碰撞检查、编制施工进度计划、轻量化虚拟漫游,完成了BIM技术对桥梁的深化应用研究。(4)通过提取关键控制截面导入有限元中实现有限元模型的快速创建,并进行有限元数值模拟分析,对桥梁上部结构进行强度和刚度的计算,结构均符合规范要求。最后对BIM桥梁参数化设计和实现BIM正向设计的意义进行了总结。
基于BIM技术水闸参数化设计系统开发研究
这是一篇关于BIM参数化设计,水闸,MATLAB APP Designer,Revit二次开发的论文, 主要内容为近些年BIM技术逐渐在中国被广泛使用,越来越多的工程采用此技术,主要应用在创建地形模型、参数化建模、钢筋建模、工程量统计、工程造价、导出图纸、施工管理等方面,贯穿了工程全生命周期。目前BIM技术在水闸工程中的应用还存在一些问题:1)水闸设计计算时,公式中存在隐式方程,计算较为困难,且当设计发生变更时,需要重新进行计算;2)有些水闸工程结构较为复杂,建模时模型不够精准且建模时间较长;3)参数化模型创建完成后,参数是固定的,在其它工程上无法直接使用;4)模型文件保存时,未使用统一的命名格式,致使后期查找工作繁琐。本文针对以上问题,分析BIM技术的特点和应用,借助参数化设计的优势,进而提出数字参数化的概念,并将该理念应用在建模插件程序中。通过学习Revit二次开发的相关知识,并分析其在水利工程中应用的可行性以及创建族库管理插件的意义。根据水闸设计规范和水闸计算手册,区分水闸计算模块,编写水闸计算系统,达到提高设计效率并对实际项目进行优化的目标。以实际工程为例,将水闸计算系统的计算结果和传统计算比对分析,验证水闸综合管理插件的应用效果,证实计算系统的计算结果贴合实际,建模插件能够明显缩短设计时间,模型能够重复使用且精度高,族库管理插件实用性好。具体研究成果包含以下几个方面:(1)通过MATLAB APP Designer与不动点迭代法思想的结合编制水闸计算系统,能够完成闸孔净宽计算、闸顶高程计算、河道过流能力计算、渗流稳定分析、闸室稳定计算、消能防冲计算和地基稳定分析,并可将计算结果导出为Excel文件,方便后面建模插件识别。(2)以BIM软件中的核心建模软件Revit为基础,利用其自带的API接口,结合数字参数化理论,开发水闸建模插件,可通过识别水闸计算系统导出的Excel文件和自行输入参数两种完成模型的创建工作。(3)基于MVVM软件设计模式,创建视图层、逻辑层、数据层,实现数据在窗口的直观展示,返回用户的交互,利用逻辑处理,同时逻辑控制着数据,完成水闸族库管理插件,便于族库插件的科学管理。族库管理插件中所有文件采用统一命名标准,达到快速查找和科学管理的目标。
基于BIM的地铁暗挖智慧工地管理系统开发及应用
这是一篇关于BIM,暗挖地铁工程,智慧工地,Revit二次开发,系统开发的论文, 主要内容为暗挖地铁工程常处于城市繁华地段,工程结构、周边及地下环境条件较为复杂,且施工过程中工序转换频繁,产生的设计、人员、安全等多方面海量信息以传统方式难以进行直观认知、统一管理以及有效应用。因此,研究科学有效的信息管理方法对于推进施工进度、保证施工安全和减少施工成本有重要的意义。自2014年以来,智慧工地管理技术在国内建筑领域开始应用,取得了一定经验,并在工程应用中逐渐向其他领域扩展。但智慧工地管理系统,尤其是综合利用物联网监测、BIM技术、智能算法等技术的暗挖地铁工程的智慧工地管理系统还很少见。本文对基于BIM的暗挖地铁工程智慧工地管理系统平台开发与应用展开研究,内容如下:(1)基于物联网监测、BIM、反馈分析等技术,综合采用硬件布设、软件开发、系统集成的研究方法,研究开发基于BIM的暗挖地铁智慧工地管理系统。研究暗挖地铁工程信息模型,基于IFC标准对暗挖地铁工程结构实体以及施工过程中相关多元信息进行拓展。开发实现暗挖地铁工程的参数化快速建模,并建立了现场实际施工相关模型族库,为拓展多元信息提供模型载体。开发了基于BIM的暗挖地铁智慧工地管理系统(Underground subway intelligent site,USIS),为科学地指导暗挖地铁施工提供有效的支撑平台。(2)开发USIS的多元信息自动化实时采集与预测预警模块,并在工程现场应用。通过在现场进行土压力盒、光栅光纤、激光测距仪等传感器布设的形式,实现对工程稳定性信息的获取。结合时间序列预测预警技术开发监测数据的预测预警功能,确保施工方案的顺利进行。(3)开发USIS的暗挖地铁工程施工进度与安全管理模块,并在工程现场应用。建立多元施工信息集成模型的逻辑结构,实现基于BIM的暗挖地铁工程多元信息模型,开发实现车站施工进度动态管理与直观展示。利用层次分析法与模糊评价理论(AHP-FCE)的计算模型进行各施工阶段的风险评价,实现对BIM所存储数据的风险分析。结合Zig Bee与BIM技术,实现了基于BIM的人员可视化实时定位管理,并通过定位结果实现人员考勤,减少了工程管理人员对人员管理上的压力。(4)开发USIS的暗挖地铁施工动态反馈分析模块,并在工程现场应用。对暗挖地铁工程反馈分析设计流程需求进行深入分析与探讨,结合课题组围岩分级、反分析等技术,开发建立暗挖地铁工程建设过程中施工方案的动态反馈优化设计流程,基于BIM技术实现了施工过程中的反馈优化设计与可视化展示。USIS系统在大连地铁5号线03标段工程进行现场应用,通过该系统对导洞开挖间距、中隔壁拆除长度、下部结构施工顺序及钢支撑的施作进行了优化,为车站下部主体无撑化施工提供了技术支撑,验证了本文反馈分析设计的适用性。本文开发的基于BIM的智慧工地管理——USIS系统为暗挖地铁工程的施工管理与分析提供了有效的平台,充分展示了信息化施工的优势。
基于Revit二次开发的水利工程计量计价应用研究
这是一篇关于BIM技术,水利工程,Revit二次开发,工程计量,工程计价的论文, 主要内容为水利工程造价管理是水利工程建设管理中至关重要的一环,它参与了水利工程建设的全生命周期,从投资估算到竣工决算都清楚地反应了各参建方对工程项目建设成本的管控。工程计量和工程计价是工程造价管理的关键环节,计量和计价的准确度直接影响了工程造价的准确度,相较于传统的手算和EXCEL表格方式进行工程计量计价BIM技术则具有高效准确的优势。然而,不同于BIM技术在传统民建行业工程造价里的蓬勃发展,水利工程造价管理中的BIM技术应用还处于刚起步阶段。本文基于对BIM核心建模软件Revit的二次开发拓展了Revit的功能,针对水利工程计量,水利工程计价开发了相应模块来解决水利工程计量计价问题,主要工作和研究成果如下:(1)综合介绍了水利工程计量计价的理论基础和选择Revit进行二次开发的原因,以及二次开发的相关技术支撑,其中包括了Revit API接口、WPF界面开发技术、ADO.NET数据库访问技术、数据库技术,从而论证了利用Revit二次开发解决水利工程计量计价问题的可行性。(2)完成了二次开发总体规划与数据层设计。详细说明了开发前期准备包括了Revit二次开发环境的搭建和二次开发总体规划。软件数据层设计包括了水利工程造价信息数据库的创建,其中,水利工程造价信息数据库包含了三个重要的关系型数据库,分别是:水利建筑工程工程量清单库、水利建筑工程预算定额库、人材机单价库。这三个数据库是后期功能模块代码实现的数据支撑。开发前期准备与数据层的设计为后续的开发工作奠定了坚实基础。(3)利用面向对象的程序设计方法进行了计量计价软件系统设计,详细说明了软件逻辑层的设计,简要展示了软件UI层的设计。首先,对计量计价相关要素进行抽象建模,抽象出计算机能读懂的类。其次,深入介绍了相关类实现功能的自定义方法,如获取定额方法、预算单价计算方法、综合单价计算方法、BIM模型元素计量方法。再次,对软件信息查询模块、工程计量模块、工程计价模块及成果导出模块的关键功能的关键代码逻辑做了详实阐释。最后展示了主要功能的UI界面设计。(4)以东羡闸工程BIM模型为例对二次开发软件进行计量计价应用。通过参数化构建Revit可载入族模型,将参数化族载入到工程项目文件中,根据编辑好的轴网和标高定位族放置的位置,最终完成整个水闸工程的模型拼接。对完成创建的水闸BIM模型进行项目划分,使用计量计价软件进行工程量清单的创建,根据创建的工程量清单进行工程计量、工程计价,最终将计量计价成果导出为EXCEL格式文件,得到第一个量价方案。应用AHP层次分析法进行计量计价方案的优化比选,通过再次使用计量计价软件得到其他不同的两个量价方案,构造基于三个不同量价方案构造层次结构模型,建立判断矩阵,通过定量分析选出最优方案。经过实例的验证,Revit二次开发后的计量计价软件能准确高效地针对水利工程BIM模型进行计量计价工作,有效地实现“一模多用”,模型信息准确提取,有效提高多量价方案比选效率。
基于BIM技术水闸参数化设计系统开发研究
这是一篇关于BIM参数化设计,水闸,MATLAB APP Designer,Revit二次开发的论文, 主要内容为近些年BIM技术逐渐在中国被广泛使用,越来越多的工程采用此技术,主要应用在创建地形模型、参数化建模、钢筋建模、工程量统计、工程造价、导出图纸、施工管理等方面,贯穿了工程全生命周期。目前BIM技术在水闸工程中的应用还存在一些问题:1)水闸设计计算时,公式中存在隐式方程,计算较为困难,且当设计发生变更时,需要重新进行计算;2)有些水闸工程结构较为复杂,建模时模型不够精准且建模时间较长;3)参数化模型创建完成后,参数是固定的,在其它工程上无法直接使用;4)模型文件保存时,未使用统一的命名格式,致使后期查找工作繁琐。本文针对以上问题,分析BIM技术的特点和应用,借助参数化设计的优势,进而提出数字参数化的概念,并将该理念应用在建模插件程序中。通过学习Revit二次开发的相关知识,并分析其在水利工程中应用的可行性以及创建族库管理插件的意义。根据水闸设计规范和水闸计算手册,区分水闸计算模块,编写水闸计算系统,达到提高设计效率并对实际项目进行优化的目标。以实际工程为例,将水闸计算系统的计算结果和传统计算比对分析,验证水闸综合管理插件的应用效果,证实计算系统的计算结果贴合实际,建模插件能够明显缩短设计时间,模型能够重复使用且精度高,族库管理插件实用性好。具体研究成果包含以下几个方面:(1)通过MATLAB APP Designer与不动点迭代法思想的结合编制水闸计算系统,能够完成闸孔净宽计算、闸顶高程计算、河道过流能力计算、渗流稳定分析、闸室稳定计算、消能防冲计算和地基稳定分析,并可将计算结果导出为Excel文件,方便后面建模插件识别。(2)以BIM软件中的核心建模软件Revit为基础,利用其自带的API接口,结合数字参数化理论,开发水闸建模插件,可通过识别水闸计算系统导出的Excel文件和自行输入参数两种完成模型的创建工作。(3)基于MVVM软件设计模式,创建视图层、逻辑层、数据层,实现数据在窗口的直观展示,返回用户的交互,利用逻辑处理,同时逻辑控制着数据,完成水闸族库管理插件,便于族库插件的科学管理。族库管理插件中所有文件采用统一命名标准,达到快速查找和科学管理的目标。
基于BIM的智能粮库管理系统的设计与实现
这是一篇关于智能粮库,仓储管理,BIM,Revit二次开发,WebGL的论文, 主要内容为粮食安全是确保国家安全及社会稳定的重要基础,在新冠疫情的冲击下,粮食安全的重要性进一步凸显。仓储管理作为保障粮食安全的关键环节,利用粮库管理系统提高仓储管理信息化、智能化水平,对保障粮食安全意义重大。但目前智能粮库管理系统存在三维可视化功能缺失、模型与信息集成交互不强等问题。依据BIM信息集成与三维可视化的技术优势,在粮库BIM模型浏览器端重构的基础上,集成粮库业务管理功能,构建基于BIM的智能粮库管理系统。论文主要内容如下:首先,分析BIM在粮库管理系统中的技术优势,通过对比BIM建模软件,选择Revit为建立粮库模型的软件工具。明确BIM粮库族的分类、命名及创建流程,并通过粮库参数化族的创建,快速搭建BIM模型。其次,分析软件系统架构,指出B/S架构的优势,并设计BIM模型在Web端的实现路径。结合对Revit API的二次开发,将RVT格式文件转为浏览器端支持的JSON格式文件;通过Web GL的封装框架Three.js读取并解析JSON格式文件,完成BIM模型在Web端的重构。再次,通过粮库管理系统的需求分析,明确系统总体目标及设计思路,分别从感知层、网络层、数据层、支撑层和功能层五个层级阐述系统总体架构。借助UML对粮情检测、智能通风、智能安防、设备管理、智能出入库、系统管理功能模块进行详细设计。基于理论研究,选取某市粮食储备库为案例工程,构建其BIM模型,在完成浏览器端粮库BIM模型重构的基础上,开发实现基于BIM的智能粮库系统的核心功能,并对部分功能进行展示。
基于BIM技术的市政道路设计研究
这是一篇关于BIM,Revit二次开发,市政道路,沥青路面,结构层,三维模型,正向设计的论文, 主要内容为传统的市政道路设计主要采用CAD二维绘图以及手算的方式,一旦发生工程变更,设计修改工作量非常大,BIM技术的出现,为解决这些问题提供了新方向。论文提出了一种基于BIM技术的市政道路结构层的设计方法,以Revit建模软件为基础,利用Visual Studio作为二次开发工具,使用C#语言对创建的三维模型进行二次开发,实现市政道路项目以模型、拟定尺寸、计算、计算书、图纸这样设计步骤的正向设计,解决传统二维设计中存在的诸多问题。论文主要研究内容如下:(1)实现市政道路参数化三维模型的创建:对市政道路进行构件分析,利用Revit建立市政道路参数化族文件,生成市政道路参数化模型的项目文件和剖面图。(2)市政道路设计程序化:借助C#对Revit软件进行二次开发,开发基于Revit平台的市政道路设计选项卡以及沥青路面结构层设计面板功能,编写市政道路沥青路面结构层设计窗体程序,主要包括输入基本参数、结构层厚度计算及采用、应力分析及优化设计。通过编写市政道路沥青路面结构层设计窗体程序,实现可视化交互数据分析、生成计算书、生成含有主要工程量明细表的图纸。(3)市政道路程序化设计工程应用:将设计程序应用于L市XS路工程,以创建的市政道路参数化三维模型为依托,在Revit项目中直接进行结构层剖面设计:点击市政道路设计,进入沥青路面结构层设计,输入基本尺寸、参数等进行结构层厚度计算、应力计算及验算;通过可视化交互,实现应力分析和方案比选,在计算的结构层满足规范要求的前提下,优化结构层设计;生成计算书及图纸等设计成果,实现了正向设计。证明创建市政道路参数化三维模型,进行市政道路结构层的正向设计是可行的。
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