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近年来,BIM技术越来越广泛地运用于建筑领域的各个专业之中,然而不同专业的应用软件对信息的表达和数据的存储方式存在巨大的差异,极大阻碍了建筑信息的跨专业流通。而在建筑领域众多专业中,建筑设计与结构设计之间的信息共享与转换最为重要且迫切。开放的、标准化的数据模型——工业基础类(Industry Foundation Classes,IFC)标准的提出正是为了解决建筑行业内的信息互用难题。不同的BIM建模软件底层数据定义标准和对IFC标准中数据的映射方式不同,使得导出的IFC文件的信息描述方式不一致,继而使用数据转换程序时会产生信息丢失或不匹配的问题。直接建立IFC模型来统一描述信息并解析获取结构分析数据的方法,可以避免上述问题同时有助于提高结构分析建模效率,使得IFC模型成为建筑设计与结构设计间数据交互的桥梁,从而有利于BIM技术在行业内的推广。
本文首先分析了IFC数据模型的整体框架、基本数据结构和基于IFC标准表达建筑产品几何及工程语义信息的方式和原理,随后分析了IFC物理文件的早联编读写原理并选择了合适的开源工具——xBIMToolkit作为程序开发的基础。提出了通过IFC4x1标准的数据实体表达几何与工程语义信息并用于数据交换的方法。为了验证上述方法,编写了类库程序,并以框架剪力墙结构和框架核心筒结构为示例生成了相应的IFC模型,同时编写了接口供外部程序调用。
为了实现IFC模型到ANSYS结构分析模型的数据转换,本文分析了结构分析软件ANSYS前处理模块对模型数据的描述方式,结合ANSYSAPDL命令文本的参数定义,研究出了可以完整表达这些命令的数据模型——ANSYS数据模型。在此基础上进一步研究了IFC数据到ANSYS数据的映射模型,详细描述了数据映射过程中的步骤和关键算法。设计并实现了数据映射通用程序框架,框架中的数据生成模块用以提供构建ANSYS数据的接口,转换模块用于建筑结构IFC模型到ANSYS结构分析模型的数据转换。以此前生成的框架剪力墙IFC模型和框架核心筒IFC模型为测试样例运行转换程序,验证了本文提出的IFC数据到ANSYS数据的映射模型和通用程序框架的正确性和可靠性。
本文首先分析了IFC数据模型的整体框架、基本数据结构和基于IFC标准表达建筑产品几何及工程语义信息的方式和原理,随后分析了IFC物理文件的早联编读写原理并选择了合适的开源工具——xBIMToolkit作为程序开发的基础。提出了通过IFC4x1标准的数据实体表达几何与工程语义信息并用于数据交换的方法。为了验证上述方法,编写了类库程序,并以框架剪力墙结构和框架核心筒结构为示例生成了相应的IFC模型,同时编写了接口供外部程序调用。
为了实现IFC模型到ANSYS结构分析模型的数据转换,本文分析了结构分析软件ANSYS前处理模块对模型数据的描述方式,结合ANSYSAPDL命令文本的参数定义,研究出了可以完整表达这些命令的数据模型——ANSYS数据模型。在此基础上进一步研究了IFC数据到ANSYS数据的映射模型,详细描述了数据映射过程中的步骤和关键算法。设计并实现了数据映射通用程序框架,框架中的数据生成模块用以提供构建ANSYS数据的接口,转换模块用于建筑结构IFC模型到ANSYS结构分析模型的数据转换。以此前生成的框架剪力墙IFC模型和框架核心筒IFC模型为测试样例运行转换程序,验证了本文提出的IFC数据到ANSYS数据的映射模型和通用程序框架的正确性和可靠性。