[发明专利]一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法

摘要

本发明属于建筑量化提取技术领域，公开了一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型。本发明工程设计中能够具备完整的信息模型，能实现图档与模型的自动更新以及关联，并且实现相关软件之间的信息转换；帮助结构设计更具可靠性，为工程后期施工奠定基础。

主权项

一种基于BIM的传动建筑构件量化提取方法，其特征在于，所述基于BIM的传动建筑构件量化提取方法包括：利用设计模块通过BIM设计软件设计BIM模型，并将模型数据发送给转换模块和集成模块；转换模块将设计模块中BIM设计模型导出成为IFC文件，并将IFC文件传送到提取模块；将设计模块中BIM模型进行集成化处理，将处理后的数据传送到提取模块；利用提取模块通过接收转换模块的IFC文件和集成模块的集成数据，将BIM模型提取，形成建筑结构构件用量的几何模型；通过计算模块对提取模块形成建筑结构构件用量的几何模型进行合理性分析，同时反馈建筑结构模型的状态，根据需要进行模型数据的调整；将模型状态、数据传送到构建模块；通过构建模块利用计算模块的模型状态、数据进行模型构建；得出传动建筑构件量化数据；所述计算模块的计算方法包括：设目标与决策层中有决策指标p1,p2,…,pm，目标与决策层下的网络架构层有C1,C2,…,CN个指标集，其中Ci中有元素以目标与决策层决策指标ps(s＝1,2,…,m)为准则，以Cj中元素ejk(k＝1,2,…,nj)为次准则，将指标集Ci中指标按其对ejk的影响力大小进行间接优势度比较，即在准则ps下构造判断矩阵：并由特征根法得权重向量对于k＝1,2..,ni重复上述步骤，得到所示矩阵Wij；Wij=wi1(j1)wi1(j2)...wi1(jnj)wi2(j1)wi2(j2)...wi2(jnj)............wini(j1)wini(j2)...wini(jnj);]]>其中，Wij的列向量为Ci中的元素对Cj中元素的影响程度排序向量；若Cj中元素不受Ci中元素影响，则Wij＝0；对于i＝1,2,...,N；j＝1,2,...,N重复B，获得决策准则ps下的超矩阵W:在所述超矩阵W中，元素Wij反映元素i对元素j的一步优势度；还计算W2，其元素wij2表示元素i对元素j的二步优势度，W2仍然列为归一化矩阵，以此类推，计算W3，W4，…，当W∞存在时，W∞的第j列就是准则ps下网络架构层中各元素对于j的极限相对权重向量，则W∞=W11∞W12∞...W1N∞W21∞W22∞...W2N∞............WN1∞WN2∞...WNN∞;]]>其中每一行的数值，即为相应元素的局部权重向量；当某一行全部为0时，则相应的局部权重为1；将局部权重按元素顺序排列即得到局部权重向量；Q=[q11,...,q1n1,q21,...,q2n2,...,qN1,...,qNnN]T;]]>通过BIM设计软件设计BIM模型的方法包括：(一)构造插值曲线：给定型值点列d0,d1,d2,…,dm，必要时补充辅助点d‑2,d‑1…和dm+1,dm+2…等。又设样条结点序列为：…≤t‑1≤a＝t0＜t1＜t2＜…＜tm‑1＜tm＝b≤tm+1≤…；将{dj}作为de Boor控制顶点序列，得n阶B样条曲线，记为：d(t)=ΣjdjNj,n(t),a≤t≤b---(1)]]>其中Nj,n(t)是n阶B样条基函数(，其支集设为区间为实数取整；欲构造曲线dI(t)，使其满足插值条件：dI(tk)＝dk,k＝0,1,2,…,m。构造如下：在每个区间样条子区间[ti,ti+1](i＝0,1,2,…,m‑1)上，连接B样条曲线段d(t)的两个端点d(ti)和d(ti+1)的直线段记为li(t)，其方程设为：li(t)＝(1‑Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1    (2)而连接两相邻de Boor点di和di+1的直线段记为Li(t)，其方程设为：li(t)＝(1‑Φi(t))d(ti)+Φi(t)d(ti+1),ti≤t≤ti+1，Li(t)＝(1‑Φi(t))di+Φi(t)di+1,ti≤t≤ti+1，     (3)作曲线段d(t)与直线段li(t)在区间[ti,ti+1]上的差向量：δi(t)＝d(t)‑li(t),ti≤t≤ti+1。      (4)将此差向量作适当的伸缩，即得αδi(t)，α＞0，将其平移，使其起点落在直线段上的对应点处，即得：dI(t)＝Li(t)+αδi(t),ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m‑1；或写为：dI(t)＝[(1‑Φi(t))di+Φi(t)di+1]+α[d(t)‑(1‑Φi(t))d(ti)‑Φi(t)d(ti+1)]，  (5)这里ti≤t≤ti+1,i＝0,1,2,…,m‑1；为使曲线段dI(t)在ti和ti+1处满足给定的插值条件，且与d(t)有相同阶数的连续导数，函数Φi(t)需要满足如下的条件：①Φi(t)在区间[ti,ti+1]上具有直到n‑2阶的连续导数；②得：dI(tk)=dk,dI(j)(tk)=αd(j)(tk),k=0,1,2,...,m,j=1,2,...,n-2.]]>③Φi(t)在区间[ti,ti+1]为单调增函数，以避免直线段li(t)和Li(t)出现重结点(二)、三次B样条曲线转化为三次B样条插值曲线：给定区间[a,b]的一个扩充分划t‑9≤t‑6≤t‑3≤a＝t0＜t1＜…＜t3i＜t3i+1＜…＜t3m‑1＜t3m＝b≤t3(m+1)≤t3(m+2)≤t3(m+3)；及de Boor控制顶点序列；d‑1,d0,d1,d2,…,dm,dm+1，区间[a,b]上以：{t‑9,t‑6,t‑3,t0,t3,…,t3i,t3(i+1),…,t3(m‑1),t3m,t3(m+1),t3(m+2),t3(m+3)}；为样条结点的三次B样条曲线记为：d(t)=Σj=-1m+1djNj,4(t),a≤t≤b---(7)]]>其中B样条基函数Nj,4(t)的支集上的样条结点为t3(j‑2),t3(j‑1),t3j,t3(j+1),t3(j+2)；将在d(t)的基础上，构造一条三次B样条插值曲线dI(t)，使得它通过诸型值点列，即满足插值条件：dI(t3k)＝dk,k＝0,1,2,…,m。     (8)构造一条三次B样条插值曲线dI(t)包括：(1)对于[t3i,t3i+3]上的B样条曲线段：d(t)＝Ni‑1,4(t)di‑1+Ni,4(t)di+Ni+1,4(t)di+1+Ni+2,4(t)di+2,t3i≤t≤t3i+3；构造连接该曲线段两端点d(t3i)和d(t3i+3)的直线段li(t)，使之满足条件：1)li(t)∈C2[t3i,t3i+3]；2)3)曲线段li(t)在区间[t3i,t3i+3]上无重结点；设其具有如下形式：其中调配函数满足条件：a)b)c)函数在区间[t3i,t3i+3]上为单调增，从而为保持不升高次数，选取是以t3i,t3i+1,t3i+2,t3i+3为单结点的三次样条函数，使之满足调配函数的三个条件；由条件a)和b)，经过计算得到的表达式如下：其中是Bernstein基函数；h3i+k＝t3i+k+1‑t3i+k,k＝0,1,2；ci0=h3i2(h3i+h3i+1)(h3i+h3i+1+h3i+2),ci1=h3ih3i+h3i+1+h3i+2,ci2=h3i+h3i+1h3i+h3i+1+h3i+2,ci3=h3ih3i+1+h3i+12+h3ih3i+2+2h3i+1h3i+2(h3i+1+h3i+2)(h3i+h3i+1+h3i+2)=h3i+h3i+1h3i+h3i+1+h3i+2+h3i+1h3i+2(h3i+1+h3i+2)(h3i+h3i+1+h3i+2)<1.---(11)]]>易知0＜ci0＜ci1＜ci2＜ci3＜1，因此是区间[t3i,t3i+3]上的单调增函数，故满足所设的调配函数的三个条件；在等距结点情形：h3i＝h3i+1＝h3i+2：ci0=16,ci1=13,ci2=23,ci3=56---(12).]]>