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图书简介：建筑信息模型（BIM）在复杂结构设计中的应用进阶 书名： 建筑信息模型（BIM）在复杂结构设计中的应用进阶 作者： [此处可填写作者姓名，例如：张伟 教授] 出版社： [此处可填写出版社名称，例如：工程科技出版社] ISBN： [此处可填写ISBN，例如：978-7-111-XXXX-X] --- 内容概述 本书聚焦于建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术在处理超高层建筑、大跨度空间结构、异形结构以及地震多发区复杂工程等前沿和挑战性结构设计任务中的深入应用与管理策略。本书旨在超越BIM基础操作层面，深入探讨如何利用先进的BIM工具链（包括参数化设计、高性能计算集成、实时协作平台）解决传统二维或三维建模难以克服的结构工程难题，并最终实现设计、施工、运维全生命周期的优化。 本书并非针对单一软件的操作手册，而是侧重于方法论、流程创新和跨专业集成。读者群体主要面向具有一定BIM基础的结构工程师、项目经理、BIM经理以及相关专业的高年级学生和研究人员。 --- 章节详述 全书共分为八个主要部分，共计二十二章，力求构建一个从理论框架到实际案例的完整知识体系： 第一部分：复杂结构设计中的BIM理论基础与挑战（第1-3章） 本部分奠定了本书的理论基调，分析了当前结构工程领域对BIM的需求升级。 第1章：复杂结构定义的边界与BIM的适用性 探讨了“复杂结构”的量化标准（如几何复杂度、荷载敏感性、材料非线性），并对比了传统CAE分析与BIM平台集成分析的优势与局限。重点分析了参数化建模在捕捉结构拓扑变化方面的潜力。 第2章：高精度几何信息管理的挑战 深入研究了在超高层建筑中，如何保证从结构分析模型到施工详图模型的几何一致性。讨论了曲面建模精度与构件净空限制之间的冲突解决机制，以及如何利用点云数据反向修正复杂基础的BIM模型。 第3章：多物理场耦合分析与BIM集成框架 介绍了结构工程中涉及的风荷载、隔震减震系统、温度应力等多个物理场分析结果如何有效地反馈并驱动BIM模型的更新。讨论了数据接口（如IFC、BCF）在处理复杂分析数据流时的兼容性问题。 第二部分：参数化设计与算法驱动的结构生成（第4-7章） 这是本书的核心技术部分，重点介绍如何通过编程和算法逻辑来应对快速变化的设计需求和非标准构件。 第4章：Grasshopper/Dynamo在结构优化中的应用 详细讲解了如何利用可视化编程环境，建立控制桁架节点、幕墙支撑系统或特定曲面结构形态的参数化脚本。通过实例展示如何实现几何迭代和初步的拓扑优化。 第5章：时间维度与施工顺序的BIM模拟 侧重于4D施工模拟，特别是在复杂结构（如大型悬挑、重型吊装）中的应用。讨论了如何建立精确的施工逻辑链，识别关键路径上的潜在碰撞和资源冲突。 第6章：基于性能的设计（PbD）与BIM的融合 讲解了如何将结构性能指标（如位移限值、周期响应）作为约束条件，驱动参数化模型的自动调整。以复杂阻尼器或消能支撑系统的布局优化为例进行深入剖析。 第7章：非标准节点与预制构件的BIM精细化建模 针对异形结构中常见的复杂节点（如焊接节点、异型钢管连接），介绍了如何利用定制化的族（Families）或插件实现厘米级精度建模，并确保模型信息可以直接用于数控加工（Fabrication）。 第三部分：复杂结构分析模型的建立与验证（第8-11章） 本部分关注结构工程师如何从BIM几何信息中高效提取FEA（有限元分析）模型，并确保分析的准确性。 第8章：从BIM到分析模型的自动化映射 对比了不同软件间模型信息提取的差异，重点介绍了如何处理BIM模型中的“非结构”元素对分析模型的干扰。探讨了刚性连接、默认截面属性自动赋值的校验流程。 第9章：非线性分析与损伤模型在BIM中的体现 探讨了在大震作用下，如何将材料的塑性铰、混凝土的开裂等非线性行为的信息，嵌入到BIM模型中，以支持更精细的“性能化评估”而非传统的“承载力校核”。 第10章：地基与上部结构的精细化耦合分析 针对复杂深基坑或软土地基上的高耸结构，详细讲解了土-结构相互作用（SSI）分析模型的建立，以及如何将地基边界条件精确地传递给上部结构的有限元模型。 第11章：结果可视化、后处理与BIM模型回写 重点介绍了如何将大量的应力、应变云图、位移放大图等分析结果，以信息化的方式关联回对应的BIM构件上，实现“模型即报告”的目标。 第四部分：跨专业集成与信息协同管理（第12-15章） 复杂项目成功的关键在于不同专业间的无缝协作。本部分侧重于管理流程和冲突解决。 第12章：BIM在结构与幕墙/机电专业的碰撞检测与优化 超越常规的管线碰撞检测，深入探讨结构梁/柱与复杂幕墙龙骨、设备吊挂系统的净空协调。介绍了利用时间序列分析解决施工顺序上的空间冲突。 第13章：施工深化阶段的BIM协作平台管理 详细阐述了如何利用CDE（共同数据环境）平台，管理结构深化设计版本、审批流程及各方的责任界定。强调了“单一事实来源”（Single Source of Truth）在复杂项目中的重要性。 第14章：施工进度与资源动态调整中的BIM应用 探讨如何将供应链信息（如钢材采购周期、混凝土浇筑计划）动态集成到BIM模型中，实现对关键结构施工进度的实时监控与风险预警。 第15章：质量控制与BIM驱动的现场验收 介绍了如何利用移动设备和BIM模型进行现场的“模型对比检查”（Model-as-Built Check），特别是在复杂钢结构安装中，确保几何偏差在容许范围之内。 第五部分：面向运维的复杂结构数字孪生初步构建（第16-18章） 本书关注结构设计的长期价值，探讨如何将设计模型转化为可用的运维资产。 第16章：结构健康监测（SHM）数据与BIM的集成 讲解了如何将传感器采集到的应力、振动、位移数据，通过地理定位或构件ID，准确地映射到BIM模型对应的构件上，形成实时的性能仪表盘。 第17章：资产管理与结构构件信息传递 定义了复杂结构关键构件（如减隔震支座、特殊连接件）的COBie（Construction Operations Building information exchange）数据包，确保移交信息的可操作性。 第18章：长期性能预测与BIM模型的迭代优化 讨论了如何利用历史运行数据和环境载荷信息，对结构模型进行校准，为未来的结构加固或改造提供数据支撑。 第六部分：案例深度剖析（第19-22章） 本书选取三个具有代表性的复杂工程案例，对前述理论和方法进行综合验证。 第19章：案例研究一：超高层结构抗风/抗震性能的BIM优化 聚焦于导流结构、伸臂桁架的参数化设计与风洞试验结果的BIM反馈过程。 第20章：案例研究二：大型交通枢纽复杂曲面屋盖的结构/建筑一体化设计 分析如何协调结构应力、气密性要求与曲面钢结构节点制造公差的平衡。 第21章：案例研究三：复杂地质条件下的深基坑与地下结构协同施工 重点解析BIM在连续墙、内支撑体系与地下室结构多阶段施工过程中的信息流管理。 第22章：总结与未来展望 总结了当前技术在复杂结构BIM应用中的主流趋势，并展望了AI驱动的结构设计自动化在未来十年的发展方向。 --- 本书特色 1. 方法论导向而非工具教程： 专注于解决“如何设计复杂结构”，而非“如何操作某个软件的按钮”。 2. 深度集成视角： 强调结构分析、参数化生成和施工精细化之间的无缝信息传递。 3. 前沿技术聚焦： 集合了可视化编程、性能化设计、数字孪生等当前行业热点在结构领域的应用实践。 4. 实用性强： 所选案例均为行业内公认的复杂工程挑战，具有极高的参考价值。
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目录第1章 初识FreeHand
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