IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的基本问题探讨

本文旨在对近年来迅速发展的BIM的主流标准IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的可能性及方法等基本问题进行探讨。通过对现行成本预算方法和标准以及IFC标准的分析,求证应用IFC标准带来的问题及解决方案。提出了包含7个方面信息的成本预算信息需求模型,探讨了IFC标准对所需信息的表达方法及完备性并建立了成本信息模型。结果表明,IFC标准总体上可实现对成本预算信息的表达,所建立的信息模型是具有一般性的建筑工程成本预算信息模型。     

建筑施工IFC数据描述标准的研究

IFC标准是国际协同工作联盟IAI发布的建筑产品数据描述标准, IFC标准提供了建筑产品大部分信息模型的定义和描述。但是, 在建筑施工领域IFC标准的模型体系尚不完善, 无法完全满足建筑施工IFC数据描述的需求。本文通过对IFC标准的体系结构、数据描述方法、扩展机制和应用流程的系统研究, 建立面向建筑施工的IFC数据扩展模型, 编制了建筑施工IFC数据描述标准, 并通过工程实际应用验证了模型和标准的可行性和适用性, 提出了对IFC标准进一步研究和应用的建议。     

基于IFC标准的建筑结构模型的自动生成

当前,在各种商业软件盛行的环境下,设计单位最紧迫的问题是要解决本单位各专业之间的信息交互,而在这些信息交互中,建筑与结构专业的信息交互最为急需。针对这一需要,本文介绍了现今国际上建筑信息模型的数据共享与交换的IFC标准,分析了建筑模型与结构模型信息的组成与特点,研究了通用建筑结构有限元模型的表达方法,建立以IFC标准为基础,通过建筑模型自动生成符合多种结构分析与设计软件的结构模型的基本方法。通过实例验证本研究方法的实用性与可行性,结果表明本方法为各种设计软件间信息的共享与交换提供了一种通用解决方案,为企业内部实现建筑设计集成化提供了技术保障。最后,文章讨论了该研究方向中基于IFC标准的建筑模型的结构构件偏心、节点连接、荷载处理等方面的问题和后续研究方向。     

基于IFC4x1的桥梁信息模型转换研究

IFC标准是定义和描述建筑产品信息模型的国际通用标准,发展至今,IFC在建筑工程领域已经得到了广泛的应用,但由于标准还在逐步完善,其在道路、桥梁、隧道等线状工程中的应用仍相对较少,使得相关领域的数据共享受阻。本文介绍了基于IFC4x1 schema描述桥梁上部结构构件空间位置和几何形状的原则,提出了对IFC模型的相关信息进行提取、处理并最终映射到桥梁计算模型的方法,并基于开源库Xbim Essentials开发了IFC模型向桥梁计算软件MIDAS Civil模型进行转换的程序原型。     

基于IFC的桥梁病害信息可视化表达

基于建筑信息模型(BIM)技术的桥梁设计、施工和管养一体化,是未来桥梁工程发展的必然趋势。正确表达和不断更新运营中的桥梁病害,直观展示和基于动态病害信息的桥梁技术状况智能评价,是桥梁智能化管养追求的目标,亟待深入研究。本文提出一种依附构件几何特征的桥梁病害信息表达技术。该技术基于工业基础类(IFC)模式,遵循IFC语法和文件结构,描述构件几何特征信息的IFC表达。在此基础上,将桥梁病害信息几何化,进一步推演病害信息的IFC描述,最终得到普遍适用的桥梁病害信息IFC语句,实现对桥梁病害信息的可视化表达。该算法基于构件的几何特征,可确保病害的准确、直观表达,且可以实现病害信息的动态更新和展示发展历程。对于任意桥梁表观病害,只需依据具体病害信息生成IFC语句,并更新桥梁BIM模型的IFC文件,生成新的带病害信息IFC文件,即可实现病害信息在桥梁三维模型中的可视化表达。     

基于IFC标准的结构耐久信息模型

结构耐久信息模型是用于建筑结构耐久性分析的信息模型,其包含设计, 施工, 维护等耐久性相关的信息。本文根据耐久性分析理论,提取耐久性影响因素,在已有的结构、施工信息模型的基础上通过扩充耐久信息建立了结构耐久信息模型,并从耐久信息模型方面扩展了现有的IFC标准,从而完善了IFC标准结构信息模型,也促进了结构耐久性评估软件系统的开发。     

基于IFC标准的盾构隧道结构数据模型研究

为促进盾构隧道工程生命周期各阶段之间的信息共享,建立统一的盾构隧道信息管理标准,对IFC标准进行了盾构隧道结构相关的扩展,提出了基于IFC标准的盾构隧道数据模型。通过对现有的IFC标准中关于工程对象描述方法的分析,确定了扩展的方向和范围。选取盾构隧道管片结构为研究对象,结合盾构隧道结构的特点,在现有IFC标准关于空间结构定义的基础上,建立隧道整体、隧道分部、衬砌空间和管片环等逐级细化的空间结构表达;在现有IFC标准关于物理元素描述的基础上,重点建立管片块的物理元素表达;为空间和物理结构建立包含其常见属性的属性集合并通过关系实体将建立的各类描述实体、属性集合之间建立关联关系。通过上述针对盾构隧道的IFC扩展,实现了基于IFC的盾构隧道信息模型的数据表达,为建立盾构隧道信息模型提供了数据组织结构和存储标准,有助于实现岩土工程信息化。     

复杂结构模型的信息集成和协同计算

通用有限元软件在处理复杂结构分析模型中,往往工程概念针对性不强且建模效率较低。根据BIM技术原理及其信息集成的内涵,以及复杂结构数据信息集成的特征,构建基于BIM技术的复杂结构信息模型基本框架,并对复杂结构模型的信息集成过程进行分析。基于BIM协同计算理念和IFC标准数据模型表达格式,设计复杂结构有限元分析模型通用转换平台,以专用于多高层建筑结构的有限元分析软件SATWE和通用有限元分析软件ABAQUS为代表,结合SATWE对复杂结构模型建模简便且符合工程概念的特点,初步开发SATWE和ABAQUS之间结构分析模型转换程序。通过上海某国际设计中心和浦东某酒店扩建工程实例应用,对转换模型4个振型的周期进行计算,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明,基于BIM技术的SATWE和ABAQUS模型转换程序可以提高ABAQUS针对复杂结构的建模效率,在结构协同计算中具有实用性和有效性。     

基于IFC标准的建筑施工信息模型

为了解决当前建筑施工中信息共享问题,基于IFC标准对建筑施工信息组织与表达方式进行研究。通过对建筑施工过程信息需求分析,建立起以B IM为载体的施工统一信息模型;按照IFC标准对建筑信息的定义,把施工统一信息模型分为过程信息模型、资源信息模型和成本信息模型;通过建立与IFC数据实体一致的类和结构体,对IFC标准对所需信息的表达方法进行研究,进而建立起各自的模型。提出的施工信息统一模型基于B IM技术,采用IFC标准为数据表示和交换规范,不依赖于具体的施工流程和信息管理系统,为促进建筑施工过程中不同专业和部门的信息共享和协作提供了支持。     

BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术

近年来,建筑信息模型(BIM)与地理信息系统(GIS)的集成应用越来越广泛且深入,不同专业领域通过简单模型转换实现信息交互的方法由于只保留了少量的语义信息从而导致了应用的分散和独立,局限性十分明显。IFC和CityGML分别为BIM和GIS领域内通用的数据模型标准,两者之间的几何和语义信息共享将为BIM和GIS的集成奠定基础。本文基于IFC和CityGML标准,提出IFC几何要素过滤方法以及IFC到CityGML的语义映射规则,为IFC与CityGML建筑模型的几何、语义信息互操作提供一种通用手段,并通过实例进行了验证。     

Interpretation of structural analytical models from the coordination view in building information models

Structural design/analysis is one of the most needed uses of Building Information Modeling (BIM). Transforming a building information model to an engineering analytical model is tedious and time-consuming. In addition to geometry transformation, extensive modifications and interpretations are required to make the complex transformed model ready for analysis. Despite such a recognized need, Industry Foundation Classes (IFC) has not been developed sufficiently in engineering analysis uses of BIM as much as it is in some other uses such as design coordination and facility management. As a contribution to addressing this void, development of a new mechanism is discussed in this paper for transformation of IFC building information models in the Coordination View to their equivalent structural models in IFC Structural Analysis View. Considering IFC as the input and output file formats of the mechanism significantly increases the level of interoperability in the proposed model interpretation process. This mechanism is designed to automate the required transformation, modification, and additions operations during such information exchanges. To illustrate feasibility of its implementation, a tool is introduced to automate the developed Interpreted Information Exchange (IIE) mechanism, and its application through a case study serves as validation of the mechanism. The designed IIE mechanism can be extended to automate additional structural modeling tasks. The IIE concept is also applicable to other uses of BIM, especially engineering analysis uses, in order to automate creation of analytical modeling from building information models.     

建筑物理模型与结构分析模型的数据映射研究

本文围绕AEC/FM领域应用软件的信息共享与互用,探讨了建筑建模软件与结构分析软件间的数据映射方案。基于IFC(Industry Foundation Classes)标准,分析了建筑物理模型与结构分析模型的异同,提出了从IFC建筑物理模型文件中提取结构构件以及结构构件连接节点拓扑信息的方法,并基于这些映射算法,利用C++编程语言实现了本文提出的通用结构分析模型(SGF)与IFC建筑物理模型的双向数据接口。最后,提出了以SGF为中心的多种建筑物理模型与多种结构分析模型的数据集成基本框架。     

基于Revit的BIM技术结构设计中的数据交换问题分析

BIM技术在结构设计中应用的难点在于结构分析软件与BIM建模d软件之间的数据转换。本文主要从IFC标准、Revit API以及基于Excel的数据交换等方面进行了数据交换测试,并对测试结果进行了理论分析,测试结果为:IFC标准仅适合结构物理模型的数据交换,后续的结构分析设计或实体配筋难以进行;基于Revit API二次开发的接口在进行结构分析设计上的数据交换上是可行的,但是存在诸如接口不稳定等问题;基于Excel的转换依赖于软件是否支持Excel数据文件的导入导出,但转换过程稳定。实际运用上,应当针对结构体系和模型复杂程度的不同,采用不同的转换策略。     

PassivBIM: Enhancing interoperability between BIM and low energy design software

The process of building design is currently undergoing some major changes. In an attempt to mitigate climate change, the design of more sustainable buildings is advocated by the UK government. Furthermore, standalone design methods are being replaced with the concept of Building Information Modelling (BIM). The adoption of BIM has been documented to result in many benefits, which range from time to cost savings. During the initial planning stages, building performance simulation (BPS) can be used to inform design decisions. Data can be exchanged between BIM and BPS tools using data transfer schemas such as the Industry Foundation Classes (IFC). The IFC schema lacks an energy domain, and as a result, an extension is proposed in this paper. This contains energy concepts from a BPS tool called Passive House Planning Package (PHPP). The extended schema was developed by way of an externally coupled Java tool, which facilitates the transfer of data, and informs the building design decision-making process. The process of geometry extraction has been validated with several case studies, which are based on certified Passivhaus buildings in Hannover Kronsberg, Germany and Ebbw Vale, Wales. The amount of error is acceptable, and it is mostly due to differences in the initial BIM model setup, not due to the processing of IFC files.     

基于IFC的建筑结构施工图设计信息模型描述

为解决建筑结构设计信息在工程的后续阶段信息重用和共享困难的问题,本文引入国际工业基础类IFC(Industry Foundation Classes)标准研究建筑结构施工图设计信息模型。通过分析钢筋混凝土结构施工图设计BIM (Building Information Model)数据需求,利用IFC的建筑结构信息模型描述方法和模型扩展机制,构建了建筑结构施工图设计的IFC扩展模型,并基于该模型开发了钢筋混凝土结构施工图设计原型系统。系统应用表明,施工图设计模型可自动转化为工程算量模型,进行工程算量统计和分析,实现设计信息的无损交换与充分共享,从而验证了建筑结构施工图IFC扩展模型的可行性。     

工程设计模型数据库应用系统开发

IFC标准所建立的工程设计模型包含海量的数据信息和复杂的非图形信息,不利于设计者对数据信息的有效查询和管理。通过对IFC模型数据集成机制和EXPRESS数据类型映射规则分析,结合IFC中性文件交换技术和标准数据访问接口原理,以及工程设计模型数据信息的特点,在基于PKPM的CFG图形显示平台上设计和开发了工程模型数据库应用系统。通过对北京某一体育馆IFC格式模型的读取,对该系统所提供的用于模型的读取、查询、创建、二维显示等管理功能进行实际应用。结果表明,该系统有助于提高设计者对基于IFC格式的工程设计模型数据信息的日常维护和管理操作。     

IFC4结构分析模型应用技术

IFC标准不久将推出重要的升级版本,其中结构分析模型已逐步成熟,是未来建筑工程数据交换的重点和支撑。本文着重讨论了结构分析模型与建筑模型集成的应用技术问题,追随IFC标准的演化,分析最佳的方法,并以具体数据实例来表述。