● 摘要
混凝土结构是土木工程中广泛应用的结构形式，由于环境作用和材料劣化导致的结构耐久性问题已经造成了巨大的经济损失，混凝土结构耐久性已经引起广泛关注。建筑信息模型(Building Information Model,简称BIM)技术为各专业设计软件提供了协作平台。IFC标准是BIM技术的数据交换标准。基于BIM技术、支持IFC标准的混凝土结构耐久性评估系统的建设，把混凝土结构耐久性评估和工程信息化建设结合了起来。 本文在系统归纳混凝土结构耐久性研究成果的基础上，依据BIM技术以及IFC数据交换标准，利用面向对象编程工具Visual C++，初步编制实现了基于BIM技术混凝土结构耐久性评估程序。本文的主要研究工作有： 1）系统分析归纳了影响混凝土结构耐久性的主要影响因素，针对一般大气环境，深入研究了混凝土碳化和钢筋锈蚀的机理，分析了基于不同影响因素建立的混凝土碳化模型和钢筋锈蚀模型的特点，并结合工程实测数据对一些典型模型进行了对比验证，找出了适用于不同条件的最佳预测模型。 2）将混凝土结构耐久性分为安全耐久性和适用耐久性，以混凝土碳化和钢筋锈蚀作为耐久性主要影响因素，分析了一般大气环境下安全耐久性的承载力计算公式，为基于BIM技术的结构耐久性评估奠定了基础。 3）研究了面向对象程序设计原理，提炼了混凝土结构耐久性评估流程，结合BIM技术和IFC数据表达特点，运用面向对象程序分析、设计方法，划分了混凝土结构耐久性评估器的关键类，并详细讨论了类的属性和行为。根据类之间的继承关系，提出了混凝土结构耐久性评估程序的框图。最后运用Visual C++，初步实现了基于BIM技术混凝土结构耐久性评估系统的耐久性评估器部分。 4）深入研究了BIM技术的特点和IFC标准的数据表示方法及数据层次结构，完成数据从EXPRESS表述到C++表述转换是实现基于BIM技术软件的首要任务。讨论了EXPRESS数据类型和C++数据类型的特点之后，实现了数据类型从EXPRESS表述到C++表述的映射。在此基础上，深入研究了IFC中性文件，讨论了IFC中性文件的解析方法和路径。论文完成了基于BIM技术混凝土结构耐久性评估系统BIM数据交换平台编程前的技术准备工作，最后，讨论了基于BIM技术混凝土结构耐久性评估系统的总体框架模型。