基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究

发布时间：2017-03-28 17:11

  本文关键词：基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：建筑工业化是当今建筑行业发展的新趋势,其特征是在建筑生产过程中实行标准化设计、工业化生产、机械化施工和信息化管理。建筑工业化的发展促进了装配式结构的发展,装配式结构的研究和应用日益增多。传统装配式结构设计方法从整体分析到构件拆分的思路导致预制构件的种类繁多,不利于预制构件厂的生产,更不利于工业化的生产方式。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)以建筑全寿命周期为主线,将建筑各个环节通过信息关联起来,改变了建筑行业的生产方式和管理模式。将BIM技术和装配式结构的设计与建造相结合,可以发挥BIM信息集成的优势,实现设计、生产、施工和运营维护的一体化。本文通过分析装配式结构和BIM技术的特点,将BIM技术与装配式结构相结合,提出基于BIM的装配式结构设计新方法,重点研究了基于BIM的预制构件库创建与管理,装配式结构BIM模型的分析与优化,BIM技术在装配式结构施工模拟和施工信息反馈中的应用等关键技术。本文的主要研究工作及成果如下：通过分析传统的装配式结构设计流程、设计标准和设计方法,提出基于BIM的装配式结构设计方法,改变从整体到构件的拆分设计思路,应用面向预制构件的设计方法。这种方法以预制构件库为出发点,选择构件库中的预制构件进行装配设计,形成整体结构BIM模型,再辅以分析复核、碰撞检查等,检查、调整、优化BIM模型,最终形成合理的设计方案,以此BIM模型指导预制构件的生产、运输和装配施工。实现基于BIM的装配式结构设计方法,首要解决的是基于BIM的预制构件库的创建与管理。论文研究了预制构件分类、编码以及信息创建的方法,并对预制构件库进行合理、有效的管理,实现构件的入库审核、查询、修改、删除和应用。应用前述的预制构件库可实现快速的装配式结构预设计,再对形成的装配式结构进行分析复核,必要时对BIM模型作出调整。分析复核应用有限元分析,并将分析结果与规范对比,论文实现了算法设计,解决了复核过程的重复操作。应用碰撞检查等方法进一步对BIM模型检查、调整和优化。论文以南京万成地块工业用房工程为背景,研究并应用了这种设计方法。创建了基于BIM的预制构件库,并构建结构的BIM模型,对其实现了分析复核,并运用碰撞检查等方法调整优化BIM模型,最终形成合理的设计方案。论文还对该工程的建造过程进行模拟,并实现从设计到现场施工的信息传递、反馈与共享。
【关键词】：BIM 装配式结构 预制构件库 碰撞检查 施工模拟
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU318;TU17
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 BIM技术和装配式结构概述12-15
• 1.2.1 BIM技术概述12-14
• 1.2.2 装配式结构概述14-15
• 1.3 国内外研究现状15-16
• 1.3.1 国外研究现状15
• 1.3.2 国内研究现状15-16
• 1.4 研究内容及意义16-17
• 1.5 技术路线及创新点17-19
• 第二章 基于BIM的装配式结构设计方法19-29
• 2.1 标准化设计对装配式结构设计的必要性19-20
• 2.2 传统的装配式结构设计方法20-24
• 2.2.1 装配式结构的设计流程20-21
• 2.2.2 装配式结构设计标准21-23
• 2.2.3 装配式结构设计方法23-24
• 2.3 基于BIM的装配式结构设计方法24-26
• 2.3.1 基于BIM的装配式结构设计方法的思想24
• 2.3.2 基于BIM的装配式结构设计方法研究24-26
• 2.4 传统的设计方法与基于BIM的设计方法对比26-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第三章 基于BIM的装配式结构预制构件库的创建与应用29-49
• 3.1 基于BIM的装配式结构预制构件库的创建29-30
• 3.2 入库的预制构件分类与选择30-31
• 3.2.1 预制构件的分类方法30-31
• 3.2.2 预制构件的选择策略31
• 3.3 预制构件的编码与信息创建31-36
• 3.3.1 预制构件的编码31-33
• 3.3.2 预制构件信息深度分级方法及应用33-35
• 3.3.3 预制构件的信息创建方法35-36
• 3.4 预制构件的入库与预制构件库的管理36-37
• 3.4.1 预制构件的审核入库36
• 3.4.2 预制构件库的管理36-37
• 3.5 基于BIM的装配式结构预制构件库的应用37
• 3.6 基于Revit平台的预制构件库的初步建立37-47
• 3.6.1 Autodesk Revit概述和二次开发基础37-39
• 3.6.2 基于Revit的预制构件制作39-42
• 3.6.3 基于Revit平台的预制构件库的管理功能实现42-47
• 3.7 本章小结47-49
• 第四章 装配式结构BIM模型的分析与优化49-61
• 4.1 BIM模型分析复核的实现49-51
• 4.1.1 分析复核的目的与过程49-50
• 4.1.2 分析复核的有限元分析阶段50-51
• 4.1.3 有限元分析结果的复核对比51
• 4.2 分析复核的算法设计51-55
• 4.3 基于Excel-VBA的分析复核算法实现55-59
• 4.4 装配式结构碰撞检查与BIM模型优化59-60
• 4.4.1 碰撞检查的实现及Navisworks平台59-60
• 4.4.2 碰撞检查在装配式结构BIM模型优化中的应用60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 基于BIM的装配式结构设计与建造的工程应用61-79
• 5.1 工程概况61-62
• 5.2 世构体系的预制构件库初步创建与应用62-67
• 5.2.1 世构体系预制构件的入库选择与创建62-65
• 5.2.2 世构体系预制构件库在设计中的应用65-67
• 5.3 BIM模型的分析复核与碰撞检查67-72
• 5.3.1 BIM模型的分析复核67-69
• 5.3.2 预制构件碰撞检查69-72
• 5.3.3 复杂节点的碰撞检查72
• 5.4 装配式结构施工模拟72-76
• 5.4.1 施工模拟的优势72-73
• 5.4.2 装配式结构4D施工进度模拟73-75
• 5.4.3 进度模拟指导预制构件的生产和运输75
• 5.4.4 复杂节点的施工模拟75-76
• 5.5 装配式结构现场施工的信息传递与共享76-78
• 5.5.1 BIM模型与施工现场的预制构件的信息交互76-77
• 5.5.2 BIM技术与RFID技术的结合77
• 5.5.3 施工信息的采集、传递与共享77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 第六章 总结与展望79-81
• 6.1 总结79-80
• 6.2 展望80-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王茹;韩婷婷;;基于BIM的古建筑构件信息分类编码标准化管理研究[J];施工技术;2015年24期

2 于龙飞;张家春;;基于BIM的装配式建筑集成建造系统[J];土木工程与管理学报;2015年04期

3 樊则森;;预制装配式建筑设计要点[J];住宅产业;2015年08期

4 常春光;吴飞飞;;基于BIM和RFID技术的装配式建筑施工过程管理[J];沈阳建筑大学学报(社会科学版);2015年02期

5 王兰芝;郄泽;;装配式建筑施工BIM仿真模拟[J];中国住宅设施;2015年03期

6 杨党辉;苏原;孙明;;基于BIM技术的结构设计中的数据转换问题分析[J];建筑科学;2015年03期

7 高本立;李世宏;李岗;;江苏省主要混凝土结构建筑工业化技术[J];墙材革新与建筑节能;2015年03期

8 程姜;王凯;;数字时代的建筑模数化设计方法思考[J];土木建筑工程信息技术;2015年01期

9 刘琼;李向民;许清风;;预制装配式混凝土结构研究与应用现状[J];施工技术;2014年22期

10 齐宝库;李长福;;基于BIM的装配式建筑全生命周期管理问题研究[J];施工技术;2014年15期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄慎江;二层二跨预压装配式预应力混凝土框架抗震性能试验与理论研究[D];合肥工业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 肖保存;基于BIM技术的住宅工业化应用研究[D];青岛理工大学;2015年

2 李昂;BIM技术在工程建设项目中模型创建和碰撞检测的应用研究[D];东北林业大学;2015年

3 江帆;基于BIM和RFID技术的建设项目安全管理研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 王加峰;建筑工程BIM结构分析与设计方法研究[D];武汉理工大学;2013年

5 姚婉春;基于住宅产业化的部分装配式框架结构技术的应用[D];华侨大学;2012年

6 杨晓e，

本文编号：272687