基于IFC的建筑结构施工图设计信息模型描述.pdf

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1、第6卷第4期2014年8月V01．6No．4Aug．2014基于IFC的建筑结构施工图设计信息模型描述王勇1，2张建平2李久林1(1．北京城建集团，北京100088；2．清华大学土木工程系，北京100084)【摘要】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(IndustryFoundationClasses)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(BuildingInformationModel)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，

2、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。【关键词】IFC标准；建筑信息模型；模型扩展；建筑结构施工图【中图分类号】Tul7；TU201．4【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2014)04—0030—06目前，我国的建筑工程设计业仍面临严峻的发展瓶颈：各专业设计之间缺乏信息共享和协同工作机制、设计过程中数据重复输入工作量大等。尤其是无法实现与施工阶段的信息共享。解决上述问题的关键在于建立统一的工程信息模型

3、，建筑信息模型(BIM，BuildingInformationModel)技术正是基于这一理念的新的模型技术⋯，而BIM创建的基本条件是对信息的标准化表达，IFC(IndustryFounda．tionClasses)标准是国际上公认的实现BIM的数据描述和交换标准旧圳。IFC涵盖了建筑全生命期各个阶段和领域的模型信息，还提供了可根据用户需求对IFC标准进行扩展的方法和机制。国内外已有一些学者对基于IFC标准的模型描述方法进行了相关研究‘5。101。本文通过分析面向结构施工图设计的信息模型描述需求，研究了基于IFC标准的建筑结构模型描述和扩展机制，建立了面向结构施工图设计的IFC扩展模

4、型，开发了相应的施工图设计系统。并通过应用实例验证本文建立的IFC扩展模型的可行性。1结构施工图设计的BIM数据需求建筑信息模型是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。该模型突出的特点表现在模型信息的完备性、关联性、一致性等¨1

5、。面向建筑结构施工图设计的信息模型除包括基本结构物理模型信息外，还包括模型属性信息、模型关联信息、模型管理信息等。结构物理模型信息包括：构件信息、节点信息、截面信息、轴网信息、约束信息等。属性信息包括：荷载信息、材料信息、内力信息、设计结果信息等。关联关系信息包括：构件关联关系、模型关联关系；管理信息包括：模型所有者信息、模型版本

6、信息、用户权限信息等。2基于IFC的建筑结构的BIM描述在建筑结构设计领域，现行的IFC标准可以对结构信息模型中的结构构件、构件属性、构件关联关系等进行完整的描述。【基金项目】清华大学自主科研计划资助(2011THZ03)【作者简介】王勇(1979一)，男，工学博士。主要从事工程建设领域信息化、精益建造等方向研究。基于IFC的建筑结构施工图设计信息模型描述3l2．1结构构件的实体定义结构构件是结构施工图设计信息模型的核心内容，其它的模型信息都是围绕结构构件模型进行定义的。在IFC模型中，已经建立了比较完善的建筑结构构件描述体系，可以描述柱、梁、板、墙、基础、楼梯等结构构件，这些结构构件

7、均派生自建筑构件实体(IfcBuildingElement)。下面以墙体构件为例，介绍IFC模型中结构构件的定义。图lIFC模型中墙体的定义实例在IFC模型中，结构构件的定义之前，首先需要定义建筑实体(IfcBuilding)；然后，通过集合关联实体(IfcRelAggregates)建立建筑实体与楼层实体(Ifc—BuildingStory)的关联；最后，定义墙体实体(Ifc．Wall)，通过空间结构关联实体(IfcRelContainedIn—SpatialStructure)建立墙体实体与楼层实体的关联，实现墙体模型的定义。2．2结构构件的属性定义结构构件具有诸多的工程属性，例如

8、：几何、材料、成本、力学性能、建造信息等。现有的IFC模型支持几何、材料、配筋等属性定义。1)材料属性材料属性是结构设计必需的物理属性之一。在IFC模型中，除了支持构件单一的材料属性外，还支持构件多层材料属性的定义。首先，通过材料实体(IfcMaterial)定义材料属性；然后，可以通过材料分层实体(IfcMaterialLayer)、材料层集合实体(＆一MaterialLayerSet)和材料层集合使用实体(IfcMateri—alLayer