基于建筑信息模型的结构健康监测可视化研究

发布时间：2017-08-18 00:25

  本文关键词：基于建筑信息模型的结构健康监测可视化研究

  更多相关文章： 结构健康监测 BIM 监测信息管理 可视化模块 珠海歌剧院

【摘要】：建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是一种新技术,具有三维可视化以及信息集成的优点,能够为不同类型信息的集成、管理与维护提供平台,实现信息的交换与共享。将BIM技术引入到结构健康监测,能够有效管理不同类型的监测信息,提高监测信息的条理性和安全性;能够为监测信息分析与处理功能的开发提供平台,提高监测信息与模型的交互性。因此,有必要基于BIM研究结构健康监测的可视化。研究基于Revit的监测信息数据库的建立与管理。以SQL Sever为后台数据库管理系统,以Visual Studio为前台开发工具,采用C#与SQL语句混合编程的方式对监测信息数据库进行开发。从监测信息的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计对数据库的内容进行设计,采用ADO.NET数据访问体系实现SQL数据库与Revit之间的数据交互。为提高数据库的安全性,为数据库增设了附加功能,包括数据库的用户安全管理、数据库的备份与还原以及数据库的分离和附加。以四层钢框架为例,为四层钢框架建立监测信息的数据库,包括结构信息、监测信息和数据分析信息,验证该方法的有效性和实用性。研究基于Revit开发监测信息分析与处理的功能,运用C#编程语言,结合Revit API封装的类和函数开发监测信息处理的可视化模块,有效提高监测信息与模型之间的交互。为了实现在Revit界面中集成监测信息的信息操作、信息处理与信息分析功能,以Revit为开发平台,集成Windows文件操作系统与Matlab分析软件,为监测数据的集成和分析提供技术支持。通过开发信息操作功能、数据分析功能以及构件安全预警功能,实现数据的实时更新、数据的图表查看、数据的曲线图查看、数据的导出、数据的分析以及基于阈值的构件高亮显示及对话框预警等。以四层钢框架为分析模型,实现大量监测数据的实时更新、监测数据的分析与处理,进行结构整体安全状态的监测试验,验证插件程序的可行性和实用性。以珠海歌剧院监测项目为例,基于数据交换标准IFC实现珠海歌剧院三维参数化模型的建立,通过建立传感器族模型实现传感器在结构上的布置。通过建立珠海歌剧院监测信息的数据库,实现对数据的有效管理,运用附加的数据库功能,有效提高数据库的安全性以及数据的安全性。通过运用开发的监测信息处理的功能,实现传感器监测数据的实时更新与可视化,实现监测数据的分析以及分析前后数据的图表与曲线图查看,实现结构整体安全状态的自动监测,通过设定的阈值对不安全的构件及传感器进行高亮显示与对话框报警。通过应用本文提出的方法,实现珠海歌剧院项目基于BIM的监测信息的可视化,提高监测数据的管理效率以及监测信息与模型的交互性。
【关键词】：结构健康监测 BIM 监测信息管理 可视化模块 珠海歌剧院
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU317;TU17
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究的目的和意义11-12
• 1.1.1 课题的来源11
• 1.1.2 研究的目的和意义11-12
• 1.2 本课题的国内外研究现状及分析12-16
• 1.2.1 监测信息可视化的研究现状12-13
• 1.2.2 监测信息管理的研究现状13-14
• 1.2.3 监测信息分析处理的研究现状14-15
• 1.2.4 BIM的研究现状15-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 第2章 基于Revit的监测信息数据库的建立与管理17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 监测信息数据库的开发与设计17-26
• 2.2.1 数据库的开发工具及开发方法17-19
• 2.2.2 数据库的内容和界面设计19-24
• 2.2.3 SQL数据库与Revit的信息交互24-26
• 2.3 监测信息数据库的功能需求26-30
• 2.3.1 监测信息数据库的用户安全管理26-27
• 2.3.2 监测信息数据库的备份与还原27-28
• 2.3.3 监测信息数据库的分离与附加28-30
• 2.4 基于框架模型建立监测信息数据库30-35
• 2.4.1 模型概况30
• 2.4.2 结构信息的设计与管理30-33
• 2.4.3 监测信息的设计与管理33
• 2.4.4 数据分析信息的设计与管理33-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 基于Revit的监测信息处理36-59
• 3.1 引言36
• 3.2 监测信息界面开发的基础36-39
• 3.2.1 开发流程及方法37
• 3.2.2 Revit与Windows文件系统的集成37-38
• 3.2.3 基于Revit的Matlab分析数据调用方法38-39
• 3.3 界面功能的实现39-48
• 3.3.1 信息操作功能40-45
• 3.3.2 数据分析功能45-46
• 3.3.3 构件安全预警功能46-48
• 3.4 框架模型的界面功能运行48-58
• 3.4.1 实验数据的导入48-53
• 3.4.2 实验数据的处理53-54
• 3.4.3 基于Revit的构件预警54-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 珠海歌剧院项目的BIM集成59-80
• 4.1 引言59
• 4.2 基于Revit的工程项目搭建59-64
• 4.2.1 工程简介59-60
• 4.2.2 珠海歌剧院模型的建立60
• 4.2.3 传感器的建立和布置60-64
• 4.3 结构监测信息的管理64-71
• 4.3.1 结构信息的管理65-68
• 4.3.2 监测信息的管理68-70
• 4.3.3 数据分析信息的管理70-71
• 4.3.4 结构监测信息数据库的管理71
• 4.4 基于Revit界面功能的运行71-79
• 4.4.1 监测数据的实时更新71-75
• 4.4.2 监测数据的分析75-77
• 4.4.3 构件的安全预警77-79
• 4.5 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-85
• 攻读学位期间发表的学术论文85-87
• 致谢87

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本文编号：691848