BIM技术在结构设计中数据交换的三种方式

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排除国内外设计规范不同这一因素，BIM技术在国内应用与推广的最大障碍就是在结构设计阶段的数据交换问题，即三维物理模型与结构分析模型之间的数据转换。完美的数据交换过程应满足以下几点要求——(1)数据交换过程的公开透明性，包括转换内容的可选择性和转换过程中错误、警告信息的提醒、记录;(2)转换结果的可利用性，转换后应保证各种信息不丢失，模型可用并满足下一步计算分析要求;(3)转换接口的稳定性，不应出现因数据转换过程中的数据丢失或其他原因导致转换过程的中断。目前数据交换主要有以下三种形式：

第一种形式是采用IFC标准的数据交换。IFC(Industry Foundation Class)数据模型标准是由国际协同联盟(International Alliance For Ineteroperability)在1995年提出的标准，该标准是为了在建筑行业中实现不同专业或者同一专业中不同软件间共享同一数据资源，从而达到数据共享及交互。这种方法可以实现各个软件之间的数据交换与更新，但仅适合结构物理模型的数据交换，难以实现结构分析设计或实体配筋。有文献指出：在理论上IFC标准基本满足

结构设计的数据要求。但在实际应用中，不同软件商的软件在进行IFC文件的数据交换时，均使用自己的数据库与其显示平台进行对接，由于数据库并未按照IFC标准的格式进行构建，不可避免地出现IFC文件输入、输出时造成的信息缺失或错误等情况。各大BIM软件商如Autodesk、Bentley、Graphisoft、GT、Tekla等均宣布了各自旗下软件产品对IFC标准的支持，但基于IFC标准的数据共享与交互在真正应用于工程实践之前，还需有进一步地发展。

第二种形式是基于RevitAPI进行二次开发，以插件的形式将Revit的功能进行扩展。这种交换有两种情况：(1)仅交换分析模型，首先在Revit中建立结构分析模型，并保证梁、板、柱等构件之间准确的约束关系，然后将该模型导入到结构分析软件中。这种转换方式忽略了梁上荷载对柱产生的偏心弯矩等情况，因此分析结果存在一定的误差;(2)交换物理模型的同时交换分析模型，这种交换方式没有简化模型，既能保证交换模型后续的结构计算分析，又可以避免梁柱偏心引起的误差，有效保证结构计算的精度。常见的接口有实现SAP2000、PKPM与Revit数据交换的PDST插件、实现SAP2000与Revit数据交换的CSIXRevit接口、实现PKPM与Revit数据交换的RstarCAD和P-Trans接口、实现YJK与Revit数据交换的YJK-Revit接口等等。

第三种是基于中间文件如Excel的数据交换。目前支持Excel数据导出的软件有SAP2000、ETABS、3D3S等。这种交换方式以构件类型匹配为原则，可以保证转换后构件编号、构件空间位置、截面类型、材质信息等一一对应。为后续结构计算分析提供基础。

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