1.一种基于BIM的建筑工程设计方法,其特征在于,基于BIM的建筑工程设计方法;
包括数据采集模块,评估与优化设计模块和迭代决策模块;
具体实现步骤如下:
从BIM软件中,利用数据采集模块提取进行建筑工程设计的关键数据;
利用评估与优化设计模块,计算出结构性能评估指数XP和成本效率比指数CX,并根据结构性能评估指数XP和成本效率比指数CX,进行设计优化,包括调整结构尺寸、材料选择和荷载分布,最后评估设计方案的优化潜力和效果;
所述评估与优化设计模块包括有整体结构性能评估单元,设计方法经济评估单元和综合评估与优化单元;
利用迭代决策模块,且综合考虑结构性能评估指数XP、成本效率比指数CX和设计优化指数ZP,进行多次迭代优化,输出最终设计决策;
所述整体结构性能评估单元的计算公式如下:;
;
其中:
XP为结构性能评估指数;
J为截面惯性矩;
JK为截面宽度,JG为截面高度;
TM为材料弹性模量;
G为结构高度;
Hi为结构上各点荷载值;
Zi为垂直距离,Zi具体反映了各荷载作用点到结构底部的垂直距离;
Hmax为最大荷载指数;
另外,截面惯性矩J、材料弹性模量TM、结构高度G、结构上各点荷载值Hi、垂直距离Zi和最大荷载指数Hmax均基于并通过BIM得来;
所述设计方法经济评估单元的计算公式如下:其中:
CX为成本效率比指数;
ZG为建造成本;
Cdiff为施工难度系数;
另外,建造成本ZG和施工难度系数Cdiff均通过BIM得来;
所述综合评估与优化单元的计算公式如下:;
XPi=XPaffter(i)‑XPbefore(i);
其中:
ZP为设计优化指数;
XPi为第i次迭代对结构性能改进指数;
D为迭代总次数,D表示从建筑工程项目开始到当前阶段的总次数;
XPinitial为最初结构性能评估指数;
XPaffter(i)为迭代后结构性能评估指数,XPbefore(i)为迭代前结构性能评估指数,迭代后结构性能评估指数XPaffter(i)和迭代前结构性能评估指数XPbefore(i)分别反映了结构性能评估指数XP上一次及上上次的迭代结果值。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑工程设计方法,其特征在于,所述数据采集模块所用到的设备包括有数据转换软件,用于BIM数据转换以及将BIM模型中的数据转换为其他格式处理;
所述评估与优化设计模块所用到的设备包括有成本估算软件和计算器。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的建筑工程设计方法,其特征在于:基于所述综合评估与优化单元输出的所述设计优化指数ZP不同情况结果值输出的应对步骤如下:S1、针对设计优化指数ZP,设定一个安全值;
S2、若设计优化指数ZP相较于安全值较低,表示设计优化空间大,当前设计方案的结构性能评估指数XP和成本效率比指数CX不理想,当增加设计迭代次数;
S3、若设计优化指数ZP相较于安全值高,表示当前设计方案已经优化,结构性能评估指数XP和成本效率比指数CX理想,当持续关注市场变化和技术进步;
S4、若设计优化指数ZP等于安全值,表示设计方案处于可接受范围内,当根据项目需求和资源情况,增加设计迭代次数,进行有针对性的优化。
4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的建筑工程设计方法,其特征在于:所述结构性能评估指数XP的提高直接影响成本效率比指数CX的计算,由于结构性能评估指数XP是成本效率比指数CX的分子部分;
若结构性能评估指数XP增加,而成本和其他因素保持不变,则成本效率比指数CX也会增加,表明项目的经济性和技术可行性得到了提升;
成本效率比指数CX的提高直接影响设计优化指数ZP的计算;
由于成本效率比指数CX是设计优化指数ZP的乘数因子,同时,设计迭代过程中结构性能评估指数XP的改进率也影响设计优化指数ZP,形成一闭环反馈机制,指导设计优化过程。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑工程设计方法,其特征在于:所述第i次迭代对结构性能改进指数XPi,在用于评估整个设计过程中结构性能评估指数XP的累积改进量时,具体计算公式如下:;
其中,“......”代表省略的是(XPaffter(3)‑XPbefore(3))与(XPaffter(D)‑XPbefore(D))之间若干代入迭代计算的每一次的改进指数计;
通过计算累积改进量,以用于量化建筑设计过程中结构性能的总体提升幅度。