大跨径悬索桥BIM应用与模型信息的利用研究
发布时间：2021-03-20 05:27
BIM技术以其高度的智能化、设计便捷性、交互多元化为建筑行业从业人员所熟知,自20世纪90年代被引入中国建筑市场,其发展潜力被不断挖掘,而今已呈井喷之势。然而其在桥梁建设领域的应用却面临着技术、人才、观念与环境等来自不同层面的阻力。为了推广BIM在桥梁建设领域的应用,打破技术上的壁垒,本研究依托某可行性研究阶段的大跨悬索桥进行了BIM的应用探索,相继引申出对BIM模型中的设计信息进行高效利用的思考,具体内容如下:1.通过收集工程的几何、材料、施工程序等信息,利用参数化的思想,搭建起完整的桥梁BIM模型,并对其进行添加设计信息,从而满足该项目实现期内的正向设计、工程量统计、构件信息查询等一系列功能,证实了该应用过程能够满足目前国内建筑行业对于BIM的常规期待。2.结合既有的平面区域的网格化算法,探究利用可视化编程进行网格化的程序实现,作为有限元求解准备阶段的单元与节点编号、坐标等信息的数据整合与输出,基于dynamo平台研发出了适用于同类型网格划分预处理的实用程序流。3.将基于Python语言所编制的针对平面应力问题的有限元求解程序植入dynamo平台,进行有限元求解。将求解结果与某已成...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BIM技术典型应用一瞥
东南大学硕士毕业论文6方法受限于软件是否支持Excel转换，最终得出了应根据结构体系与模型复杂程度灵活选用几种方法的结论。（11）2018年，西南交通大学唐可佳利用BIM技术对扩大基础重力式锚碇进行了参数化建模，并研究了利用可视化编程实现锚碇整体验算、锚固系统设计要素提娶工程量核算等内容[29]。并依据白洋长江公路大桥的锚碇设计过程，对研究工作付诸了实践。（12）2018年，天津建筑设计院孙晓翔等对某小学教学楼BIM应用过程中，通过YJK-Revit软件成功地解决了BIM模型与结构计算模型脱节的常见问题，实现了建筑正向设计[30]。然而此举仅限于将建筑框架结构抽象为空间杆系有限元模型来实现，类似于简易的结构力学求解器。1.3BIM技术在桥梁领域的阻力及推广意义1.3.1BIM技术在桥梁领域的阻力在交通基础设施建设尤其是桥梁领域，BIM的应用较房屋建筑滞后一些，虽说可以利用其信息化实现部分功能，但整体上，BIM技术的推广受到了来自不同层面的阻力，包括技术层面、人才方面、观念与环境等诸多因素[20,31]。然而，作为立志投身于交通建设并且对行业技术革新有着极度浓厚的兴趣的青年学者，我们要肩负起BIM技术在交通领域的推广的责任，可以预见，BIM技术在交通基建的应用前景将会是一片光明。1.3.2BIM技术在桥梁领域的推广意义BIM技术自诞生之初，其定位就是建筑行业与发达的信息技术高度结合的产品，注定会成为建筑行业的信息革命的催化剂。BIM的特殊性注定了它带有一定的侵略性，通过BIM应用，理论上完全可以构建一个涵盖几何、材料、建造工艺的鲜活的桥梁3D模型，联动建筑全生命周期的数据，贯穿工程的设计、施工、运维等所有阶段。图1.3BIM应用将贯穿项目全生命周期
纸与模型相互关联，甚至可以与计算模型结合，同步优化。正向设计的核心在于信息的流畅传导[32]。常规方法限于技术现状与模型几何构件拓扑关系的复杂性，以及设计阶段方案、参数的不确定性往往产生了大量的重复性工作，真正意义上的正向设计很难做到，此时BIM技术的价值就显现出来。本研究于第二章依托大跨径悬索桥项目进行的常规BIM工作，是集成了参数化、方案优化、自动出图且与模型联动、模型设计信息的赋予等多功能的建筑信息模型，较高程度上完成了正向设计。（a）Catia桥梁正向设计（一）(b)Catia桥梁正向设计（二）图1.4BIM正向设计1.4本文研究内容本研究将以某工可阶段悬索桥方案的BIM应用为出发点，在Autodesk平台上基于可视化编程的手段对桥梁构件进行正向设计与模型信息整合。在此基础上，初步探索对桥梁模型信息的利用，启发从业人员对于BIM技术应用未来的思考，以下为本研究内容分步概述：（1）通过收集工程的几何、材料、施工程序等信息，通过参数化的思想，搭建起完整的桥梁BIM模型，并对其进行添加设计信息，从而满足该项目实现期内的正向设计、工程量统计、构件信息查询等一系列功能；（2）深入学习平面区域的网格化方法，探究利用可视化编程进行网格化的程序实现与作为有限元求解准备阶段的单元与节点编号、坐标等信息的数据整合方法；（3）利用基于Python语言所编制的针对平面应力问题的有限元求解程序进行求解，验证得到整个流程的正确性与适用性后，利用该方法从结构受力优化的角度对本文悬索桥的横隔板进行结构受力优化，最终将该模块移植到Autodesk平台参数化软件dynamo中，完成BIM技术的有限元仿真分析功能扩展；（4）学习大跨悬索桥结构分析理论，编制用于确定大跨径悬索桥合理成桥状态的Python计算程序，该程序能够?
【参考文献】：
期刊论文
[1]产业转型升级下桥梁施工BIM应用障碍研究[J]. 孙国帅,冯娇,胡国杰. 辽宁工业大学学报(社会科学版). 2018(06)
[2]基于BIM的复杂结构有限元精细模型生成[J]. 陈志为,吴焜,黄颖,黄锰钢. 土木工程与管理学报. 2018(05)
[3]Critical review of studies on building information modeling（BIM） in project management[J]. Albert P.C.CHAN,Xiaozhi MA,Wen YI,Xin ZHOU,Feng XIONG. Frontiers of Engineering Management. 2018(03)
[4]Delaunay三角网格的自适应生成方法[J]. 冯斌斌,李忠学. 低温建筑技术. 2018(08)
[5]基于BIM-Dynamo的参数化预制构件探索[J]. 代振坤. 智能城市. 2018(16)
[6]基于BIM的给排水工程结构正向设计研究[J]. 杨杰,杨海涛,罗晨皓,张达石,边小宇,陆剑骏. 中国市政工程. 2018(04)
[7]基于Revit软件及Dynamo可视化编程实现轻型木结构框架体系快速建模[J]. 郭颖恺,张颖璐,朱一辛. 林业机械与木工设备. 2018(08)
[8]BIM正向设计技术在某小学结构设计中的应用[J]. 孙晓翔,阎子鑫. 城市住宅. 2018(07)
[9]基于主题乐园项目的BIM正向设计技术研究[J]. 高一鹏. 建筑技术开发. 2018(14)
[10]基于python的自锚式悬索桥主缆线形计算[J]. 林迪南. 福建建材. 2018(06)
博士论文
[1]扩展有限元法及其应用中的若干问题研究[D]. 苏毅.西北工业大学 2016
[2]大跨度悬索桥空间分析的组合单元法[D]. 蔡金标.浙江大学 2002
硕士论文
[1]基于BIM技术桥梁成本控制研究[D]. 陈邱海.湖北工业大学 2018
[2]面向结构行为的钢桥BIM信息管理研究[D]. 朱殷桥.西南交通大学 2018
[3]基于BIM的扩大基础重力式锚碇参数化设计研究[D]. 唐可佳.西南交通大学 2018
[4]钢桁架加劲PC连续箱梁桥仿真BIM研究[D]. 朱奕蓓.兰州交通大学 2017
[5]基于BIM技术的桥梁工程建模方法研究[D]. 彭兴东.石家庄铁道大学 2016
[6]节段预制拼装桥梁的建筑信息模型（BIM）关键技术研究[D]. 汪逊.东南大学 2016
[7]空间索面悬索桥主缆线形分析及程序开发[D]. 丁松.燕山大学 2016
[8]BIM技术在桥梁工程运营阶段的应用研究[D]. 李亚君.重庆交通大学 2015
[9]Revit自适应构件功能在形体与表皮建模方法上的研究[D]. 缪纯乐.南京大学 2012
[10]三塔悬索桥施工过程鞍座顶推分析[D]. 普晓晶.武汉理工大学 2010
本文编号：3090497
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
BIM技术典型应用一瞥
东南大学硕士毕业论文6方法受限于软件是否支持Excel转换，最终得出了应根据结构体系与模型复杂程度灵活选用几种方法的结论。（11）2018年，西南交通大学唐可佳利用BIM技术对扩大基础重力式锚碇进行了参数化建模，并研究了利用可视化编程实现锚碇整体验算、锚固系统设计要素提娶工程量核算等内容[29]。并依据白洋长江公路大桥的锚碇设计过程，对研究工作付诸了实践。（12）2018年，天津建筑设计院孙晓翔等对某小学教学楼BIM应用过程中，通过YJK-Revit软件成功地解决了BIM模型与结构计算模型脱节的常见问题，实现了建筑正向设计[30]。然而此举仅限于将建筑框架结构抽象为空间杆系有限元模型来实现，类似于简易的结构力学求解器。1.3BIM技术在桥梁领域的阻力及推广意义1.3.1BIM技术在桥梁领域的阻力在交通基础设施建设尤其是桥梁领域，BIM的应用较房屋建筑滞后一些，虽说可以利用其信息化实现部分功能，但整体上，BIM技术的推广受到了来自不同层面的阻力，包括技术层面、人才方面、观念与环境等诸多因素[20,31]。然而，作为立志投身于交通建设并且对行业技术革新有着极度浓厚的兴趣的青年学者，我们要肩负起BIM技术在交通领域的推广的责任，可以预见，BIM技术在交通基建的应用前景将会是一片光明。1.3.2BIM技术在桥梁领域的推广意义BIM技术自诞生之初，其定位就是建筑行业与发达的信息技术高度结合的产品，注定会成为建筑行业的信息革命的催化剂。BIM的特殊性注定了它带有一定的侵略性，通过BIM应用，理论上完全可以构建一个涵盖几何、材料、建造工艺的鲜活的桥梁3D模型，联动建筑全生命周期的数据，贯穿工程的设计、施工、运维等所有阶段。图1.3BIM应用将贯穿项目全生命周期
纸与模型相互关联，甚至可以与计算模型结合，同步优化。正向设计的核心在于信息的流畅传导[32]。常规方法限于技术现状与模型几何构件拓扑关系的复杂性，以及设计阶段方案、参数的不确定性往往产生了大量的重复性工作，真正意义上的正向设计很难做到，此时BIM技术的价值就显现出来。本研究于第二章依托大跨径悬索桥项目进行的常规BIM工作，是集成了参数化、方案优化、自动出图且与模型联动、模型设计信息的赋予等多功能的建筑信息模型，较高程度上完成了正向设计。（a）Catia桥梁正向设计（一）(b)Catia桥梁正向设计（二）图1.4BIM正向设计1.4本文研究内容本研究将以某工可阶段悬索桥方案的BIM应用为出发点，在Autodesk平台上基于可视化编程的手段对桥梁构件进行正向设计与模型信息整合。在此基础上，初步探索对桥梁模型信息的利用，启发从业人员对于BIM技术应用未来的思考，以下为本研究内容分步概述：（1）通过收集工程的几何、材料、施工程序等信息，通过参数化的思想，搭建起完整的桥梁BIM模型，并对其进行添加设计信息，从而满足该项目实现期内的正向设计、工程量统计、构件信息查询等一系列功能；（2）深入学习平面区域的网格化方法，探究利用可视化编程进行网格化的程序实现与作为有限元求解准备阶段的单元与节点编号、坐标等信息的数据整合方法；（3）利用基于Python语言所编制的针对平面应力问题的有限元求解程序进行求解，验证得到整个流程的正确性与适用性后，利用该方法从结构受力优化的角度对本文悬索桥的横隔板进行结构受力优化，最终将该模块移植到Autodesk平台参数化软件dynamo中，完成BIM技术的有限元仿真分析功能扩展；（4）学习大跨悬索桥结构分析理论，编制用于确定大跨径悬索桥合理成桥状态的Python计算程序，该程序能够?
【参考文献】：
期刊论文
[1]产业转型升级下桥梁施工BIM应用障碍研究[J]. 孙国帅,冯娇,胡国杰. 辽宁工业大学学报(社会科学版). 2018(06)
[2]基于BIM的复杂结构有限元精细模型生成[J]. 陈志为,吴焜,黄颖,黄锰钢. 土木工程与管理学报. 2018(05)
[3]Critical review of studies on building information modeling（BIM） in project management[J]. Albert P.C.CHAN,Xiaozhi MA,Wen YI,Xin ZHOU,Feng XIONG. Frontiers of Engineering Management. 2018(03)
[4]Delaunay三角网格的自适应生成方法[J]. 冯斌斌,李忠学. 低温建筑技术. 2018(08)
[5]基于BIM-Dynamo的参数化预制构件探索[J]. 代振坤. 智能城市. 2018(16)
[6]基于BIM的给排水工程结构正向设计研究[J]. 杨杰,杨海涛,罗晨皓,张达石,边小宇,陆剑骏. 中国市政工程. 2018(04)
[7]基于Revit软件及Dynamo可视化编程实现轻型木结构框架体系快速建模[J]. 郭颖恺,张颖璐,朱一辛. 林业机械与木工设备. 2018(08)
[8]BIM正向设计技术在某小学结构设计中的应用[J]. 孙晓翔,阎子鑫. 城市住宅. 2018(07)
[9]基于主题乐园项目的BIM正向设计技术研究[J]. 高一鹏. 建筑技术开发. 2018(14)
[10]基于python的自锚式悬索桥主缆线形计算[J]. 林迪南. 福建建材. 2018(06)
博士论文
[1]扩展有限元法及其应用中的若干问题研究[D]. 苏毅.西北工业大学 2016
[2]大跨度悬索桥空间分析的组合单元法[D]. 蔡金标.浙江大学 2002
硕士论文
[1]基于BIM技术桥梁成本控制研究[D]. 陈邱海.湖北工业大学 2018
[2]面向结构行为的钢桥BIM信息管理研究[D]. 朱殷桥.西南交通大学 2018
[3]基于BIM的扩大基础重力式锚碇参数化设计研究[D]. 唐可佳.西南交通大学 2018
[4]钢桁架加劲PC连续箱梁桥仿真BIM研究[D]. 朱奕蓓.兰州交通大学 2017
[5]基于BIM技术的桥梁工程建模方法研究[D]. 彭兴东.石家庄铁道大学 2016
[6]节段预制拼装桥梁的建筑信息模型（BIM）关键技术研究[D]. 汪逊.东南大学 2016
[7]空间索面悬索桥主缆线形分析及程序开发[D]. 丁松.燕山大学 2016
[8]BIM技术在桥梁工程运营阶段的应用研究[D]. 李亚君.重庆交通大学 2015
[9]Revit自适应构件功能在形体与表皮建模方法上的研究[D]. 缪纯乐.南京大学 2012
[10]三塔悬索桥施工过程鞍座顶推分析[D]. 普晓晶.武汉理工大学 2010
本文编号：3090497
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