基于BIM的重力坝参数化设计研究.pdf

硕士学位论文基于BIM的重力坝参数化设计研究ResearchonParametricDesignofGravityDamBasedonBIM作者姓名：刘月学科、专业：水工结构工程学号：21706190指导教师：宿晓辉完成日期：2020.07.17大连理工大学DalianUniversityofTechnology摘要随着当代水利工程业务不断扩大，传统技术在使用时不能完善清晰地表达建筑物的参数，这样就导致设计者的意图表达不清晰，其他工程参与方难以理解，并且可能会出现设计失误、重复多次的方案修改、计算量大和效率低下等问题，阻碍了水电工程建设的发展。BIM技术与结构化分析软件联合使用，其拥有的三维设计能力能较好地解决上述问题，因此受到了广泛的关注。为了适应行业要求，提高设计效率和质量，本文提出了一种基于BIM技术的重力坝CAD/CAE一体化的参数化设计方法。在该方法中，使用参数化建模；模型信息与结构分析软件无缝衔接；命令流式一键自动分析。计算结果对应设计方案，一处修改全局联动，CAD/CAE形成环路，直至满足设计要求，实现高效快速完成重力坝设计任务。本文主要内容有：（1）基于重力坝设计流程和特点对其进行模型对象划分，分别利用CATIA软件和Civil3D软件对重力坝进行参数化建模，生成重力坝各关键断面设计模板，系统地建立重力坝参数化设计模板库。本文以CATIA为例，实现三维建模软件与有限元软件的结合应用。（2）将三维BIM模型与ANSYS无缝衔接进行结构稳定和应力分析，根据结果进行安全性评价并提出相应的修改方案，环路运行直至达到设计要求。（3）以某混凝土重力坝挡水坝段为例进行重力坝参数化设计，建立三维BIM模型，对其进行抗滑稳定和应力分析，并根据计算结果自动调整BIM模型直至稳定和应力满足规范要求。工程实例应用结果表明，本文提出的参数化设计方法不仅可以实现三维设计的可视化，使模型呈现更加直观，而且贯穿始终的参数化理念使设计方案的修改显得更加快捷方便。同时ANSYS强大的结构分析功能也使设计方案更加可靠，容易激发出更优化的方案，基本上实现了使重力坝设计更加智能化、精细化、可视化的目的，极大提高了设计质量和工作效率。关键词：BIM；重力坝；三维设计；CATIA；参数化设计；ANSYS-I-ResearchonParametricDesignofGravityDamBasedonBIMAbstractWiththecontinuousexpansionofthebasicbusinessofcontemporarywaterconservancyprojects,thetraditionaltechnologycannotfullyandclearlyexpresstheparametersofthebuilding,whichleadstounclearexpressionofthedesigner’sintention,difficultforotherprojectparticipantstounderstand,andmaybringdesignmistakes,repeatedrevisionstothedesignplan,largeamountsofcalculationandlowefficiencyhavehinderedthedevelopmentofhydropowerengineeringconstruction.ThecombineduseofBIMtechnologyandstructuredanalysissoftwarehasthethree-dimensionaldesignabilitytosolvetheaboveproblems,soithasreceivedextensiveattention.Inordertomeettherequirementsoftheindustryandimprovethedesignefficiencyandquality,thispaperproposesaparametricdesignmethodofgravitydamCAD/CAEintegrationbasedonBIMTechnology.Inthismethod,parametricmodelingisused;modelinformationandstructureanalysissoftwareareseamlesslylinked;thecommandflowisautomaticallyanalyzedwithoneclick.Thecalculationresultcorrespondstothedesignplan,andthegloballinkageismodifiedinoneplac