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研究生: 李軒豪
Li, Syuan-Hao
論文名稱: IFC資訊應用於結構分析之研究
IFC Information Applied to Structural Analysis
指導教授: 徐德修
Hsu, Deh-Shiu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: IFC結構分析建築資訊模型
外文關鍵詞: IFC(Industry Foundation Classes), structural analysis, BIM(Building Information Modeling)
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  • 本研究透過Revit Structure 2012建模軟體,分別建立二維及三維基本構架之模型,並將模型儲存為IFC檔案格式,而IFC(Industry Foundation Classes)為建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)概念下的重要工具之一,其主要目的為儲存建築物在生命週期中所有資訊,並且這些資訊可經由IFC檔案,傳遞與分享於BIM的軟體工具之間。
    藉由C#語言建立擷取程式,讀取IFC檔案格式之內容,並將建築資訊轉換至結構分析資訊,再將結構分析資訊交由自建之分析程式進行分析,而自建分析程式是使用Matlab程式語言撰寫,其功能包括二維及三維構架之靜力分析及動力分析。
    最後經由ETABS程式驗證自建分析程式之正確性,而實際操作發現,不論是二維構架或是三維構架,自建分析程式與ETABS之靜力及動力分析結果接近,代表藉由IFC檔案格式進行結構分析為可行之方式,藉此可減少重新建立結構分析模型工作,提升建築及結構工程在分析設計上之效率。

    This study establishes two-dimensional and three-dimensional basic frame models by the Revit Structure 2012 software. Both of two-dimensional and three-dimensional basic frame models are saved as the IFC file. IFC (Industry Foundation Classes) is one of the important tools for Building Information Modeling(BIM). The purpose of IFC is to save all the information in the life cycle of the considered building, and these information could be transferred and shared between the BIM system software tools by the IFC file.
    The C# programming language is used herein to build the acquisition program which links the contents of the IFC file and convert the building information to the structural analysis information. Self-generated programs including two-dimensional and three-dimensional frames for the static and dynamic analysis by Matlab programming language are applied herein for the analyzing works.
    The C# programming language is used herein to build the acquisition program which links the contents of the IFC file and convert the building information to the structural analysis information. Self-generated software packages including two-dimensional and three-dimensional frames for the static and dynamic analysis by Matlab programming language are applied herein for the analyzing works.
    In addition, the accuracy of the self-generated analyzing software packages are validated with the package ETABS through their output results. Both two-dimensional and three-dimensional frames, the results of the static analysis and dynamic analysis are checked to the output of the package ETABS after the actual operation. It is concluded that the IFC technique can be well applied to the structural analysis in the BIM system applications. By this way, re-establish structural analysis model individually for the purposes of architecture and structure engineering in individual packages as usual can be reduced.

    中文摘要 I 誌謝 VII 目錄 VIII 表目錄 XI 圖目錄 XII 第一章 緒論 1 第一節 研究背景及動機 1 第二節 研究方法與目的 3 第三節 本文內容 5 第二章 IFC結構分析資訊擷取 6 第一節 座標系統 6 第二節 斷面資訊擷取 8 第三節 構件資訊轉換 12 壹、 計算構件端點座標 12 貳、 計算構件慣性矩 14 第三章 結構分析理論 16 第一節 構架元素(frame element) 17 第二節 靜力分析 20 第三節 動力分析 22 壹、 運動方程式 22 貳、 直接分析(Direct Analysis) 23 參、 振態分析(Modal Analysis) 24 第四章 程式架構及運作流程 27 第一節 IFCcatcher類別庫 27 壹、 IfcRead方法 30 貳、 GetFrameInfo方法 32 參、 GetStructInfo方法 34 第二節 ElementApp類別庫 36 壹、 Transformation方法 38 貳、 SectionCheck方法 40 參、 FrameCoordModify方法 42 第三節 FrameAnalysis類別庫 45 壹、 StaticAnalysis方法 45 貳、 StiffnessMatrix方法 46 參、 JointDof方法 48 肆、 DynamicAnalysis方法 50 第五章 案例驗證 52 第一節 二維構架分析 52 壹、 靜力分析 53 貳、 動力分析 55 第二節 三維構架分析 60 壹、 靜力分析 61 貳、 動力分析 63 第六章 結論與建議 74 第一節 結論 74 第二節 建議 76 參考文獻 77 附錄 78

    ● Anil K. Chopra, “Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering” (2nd ed.), New Jersey, Prentice-Hall, Inc., 2000
    ● Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R. & Liston, K., “BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors” (2nd ed.), America: John Wiley & Sons, Inc., 2011
    ● Gray C. Hart, Kevin Wong “Structural dynamics for structural engineers”, New York, Wiley, Inc., 2000
    ● William McGuire, Richard H. Gallagher & Ronald D. Ziemian, “Matrix Structural Analysis”, New York, Wiley, Inc., 1979
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    ● 張鎧峻,建築資訊模型應用於結構分析設計之整合流程,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,2013
    ● 蔡志偉,IFC建築資訊內容應用於結構分析資料擷取,國立交通大學土木工程研究所碩士論文,2007
    ● 樊啟勇,IFC資料標準之結構物資訊擷取與建立,國立交通大學土木工程研究所碩士論文,2007
    ● 劉賢淋,初等結構動力學,台北市,天佑出版社,1996
    ● 謝尚賢、康仕仲、陳宜民、蔡孟涵、葉鎧禎、李敬賢、馬俊強編著,Revit在結構工程的應用,臺北市:財團法人中華顧問工程司,2009
    ● 歐特克軟件(中國)有限公司構件開發組,Autodesk® Revit® Structure 2012應用寶典,上海,同濟大學出版社,2012

    下載圖示 校內:2017-08-06公開
    校外:2017-08-06公開
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