結構物高精細度BIM模型的拓撲結構研究.pdf

1、建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)可實現(xiàn)建筑全壽命周期中各參與方在同一多維信息模型上的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，必將極大促進工程勘察設計行業(yè)生產方式的變革。結構專業(yè)通常需要使用詳細的細節(jié)構造和配筋信息對結構物進行反復的模擬與仿真，建立具有良好信息交互能力的高精細度結構BIM模型是實現(xiàn)結構專業(yè)BIM應用價值的前提。目前BIM建模仍存在隨意性強、工作量大、效率低、定量控制困難等問題，難以保證模型質量

2、、模型工作性能和模型信息交互能力，這對結構專業(yè)的BIM實施帶來極大困難，也無法為未來智能化的信息綜合應用提供合理的BIM模型。為此，本文基于信息方法論、拓撲空間論和人工神經場論對結構專業(yè)BIM實施要素的配置方法、高效高精細度建模方法、建模質量定量控制方法和模型特征信息智能提取方法開展了探索性的研究。
　　首先探索了結構BIM定量化的研究模式，通過文獻和工程調研分析，得到了開展結構物高精細度BIM研究的要點分布和相互關系;其次基于上

3、述要點和信息方法論，識別并定義了結構BIM實施要素的配置關系，稱為“結構BIM構型”;再次基于拓撲空間論對結構BIM構型中的關鍵要素“結構BIM模型系統(tǒng)”進行研究，選擇一跨50m預制箱梁高精細度BIM子模型作為樣本開展實驗，分析了模型信息拓撲特征的變化規(guī)律，得到了高精細度BIM模型的信息拓撲結構，提出了模型質量的定量評價方法;接著對上述拓撲結構進行簡化，并基于人工神經場(ANEF)對拓撲網絡中兩類特征節(jié)點進行數(shù)學建模，得到了網絡節(jié)點模型

4、;最后將上述結論應用于某實際工程項目中進行了驗證和完善。
　　本文建立了結構BIM構型，發(fā)現(xiàn)了各類外部影響要素對具有體系結構的結構BIM模型系統(tǒng)的配置方式;通過模型實驗，得到了結構BIM模型的信息網絡拓撲結構，發(fā)現(xiàn)了BIM模型信息拓撲隨所包含子模型數(shù)目變化的類細胞分裂特征，提出了BIM模型拓撲質量的定量化評價方法;建立了結構BIM信息網絡的節(jié)點模型;初步實現(xiàn)了高精細度結構BIM模型在力學分析和土建模擬中的直接應用，為未來進一步研究