基于BIM技术的建筑结构抗震加固强度自动检测分析

孙晋博 黄嘉伟 李倩倩 施 杭

(江苏建研建设工程质量安全鉴定有限公司,南京 210008)

1.1 数据可视化

建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术可利用数据可视化特点,实现对工程项目设计、运营管理等重要环节数据信息的可视化表达与分析。分析过程中,可以结合数据可视化表达结果,及时调整项目设计图存在的不合理之处,防止后续施工出现质量风险问题[1-2]。

1.2 模拟性

BIM技术具备的模拟性特征可实现对工程项目施工全过程的运行模拟与仿真分析。管理人员可根据分析反馈结果,对现场施工建设可能遇到的风险问题进行提前识别与应对处理。

1.3 优化性

BIM技术应用可以有效提高项目实用性和灵活性。例如,管理人员可通过创建三维立体模型完成对工程项目各种信息的深度研究与分析。利用BIM技术的特征优势,提前模拟施工碰撞问题,根据模拟结果提出针对性优化处理方案加以规避[3],从而实现性能化分析目标。

2.1 立体化展示建筑三维信息与空间信息

基于BIM技术的建筑结构设计工作,可利用相关技术内容将传统二维设计图纸转化为三维建筑模型形式。设计人员和建设方可结合三维建筑模型,及时处理当前设计方案的呈现效果和存在的不足。例如,在深化设计和研究分析过程中,相关人员可主动与设计人员构建良好的互动关系,及时改进抗震设计方案和加固设计细节存在的问题,保障设计方案的可行性和科学性。

如果设计人员要优化改进设计方案,可直接在三维模型中输入相关参数信息。计算机系统接收到设计人员的修改指令后,会自动进行大数据化处理,覆盖原本的参数。这种操作方式不仅可以立体化展示建筑三维信息和空间信息,也可以减少以往因人工操作失误而引发的设计问题[4]。具体实现过程如图1和图2所示。

图1 BIM三维软件分析

图2 BIM三维软件应用流程

2.2 实现各专业协同设计过程

区别于传统建筑设计模式,基于BIM技术的建筑抗震设计工作更加侧重于强调协同管理。在前期规划设计过程中,明确强调各参建人员应该主动参与BIM建筑设计工作。根据BIM模型反馈结果,对各专业施工可能存在的冲突问题和隐患问题进行提前识别与模拟分析。在模拟分析过程中,重点针对抗震设计流程和加固施工要点进行模拟分析。

根据反馈结果,对后续施工建设可能发生的专业碰撞问题和施工风险问题进行提前识别,并在施工设计图纸中重点标注,以防出现施工安全问题。此外,设计人员可以根据三维建筑模型模拟成果,对当前抗震设计方案存在的不足及时进行改正,保障施工设计图纸的应用可行性和合理性。其中,可重点针对结构加固设计、抗震设计等专业施工问题进行协调优化,以防止后续施工建设过程中出现设计变更或者其他影响施工进度的隐患问题。

传统建筑结构抗震加固强度检测方法表现出的自适应性和稳态分析功能优势并不强。传统使用的载荷应力特征分析方法和弹性模量特征分析方法等表现出的受力特征稳态分析能力不足、自适应效果不佳问题相对突出。虽然上述方法可以构建建筑结构抗震加固强度自动检测模型,但是在应用受力分解模型时会受到不确定因素影响而出现自适应性能不好的问题。

目前,为进一步加强对BIM技术的拓展应用,相关人员重点对建筑结构抗震加固强度自动检测方法流程进行了梳理优化。在具体实现的过程中,相关人员需要以建筑结构模型材料、设计参数等为约束指标参量集,完成对建筑结构抗震加固强度相关参数的识别分析,增强建筑结构抗震加固强度效果。

4.1 科学构建联合分布模型,实现自动检测过程

4.1.1 约束指标参量模型

关于约束指标参量模型的构建,建议相关人员以建筑结构模型材料、设计参数等为构建基础,对关键约束指标数据进行整合应用。以液压阻尼减震器为例,因液压阻尼减震器阻尼力相对较大且动态响应时间短,构建的约束指标参量模型在运行效能方面会明显加强。构建完成后,重点分析地震作用下的液压阻尼减震器自振频率表现和阻尼比等动力特性。相关人员还应该重点分析地震波加速度达到峰值状态后,液压阻尼减震器抗震承载内力表现出的分布特征和具体状态。

4.1.2 物理参量联合分布模型

物理参量联合分布模型的构建需要基于抗震加固受力条件对抗震加固被控参数进行重点研究与分析。在分析过程中,相关人员应该针对梁中内支座反力特征进行加载控制,同时需要结合地震烈度和建筑场地类别,完成对建筑结构抗震加固强度参数数据的控制分析。

在此基础上,利用建筑结构抗震加固强度模糊判别规则融合处理的相关参数,以实现抗震加固强度检测。根据最终检测结果,对当前建筑结构抗震性能和加固效果进行重点识别。一旦发现检测数据与预期设计不相符,施工人员需要利用科学合理的技术方法做好主体结构加固工作,确保建筑结构始终处于高效稳定的运行状态。

4.2 建筑结构抗震加固检测优化措施

4.2.1 BIM信息融合

实现建筑结构抗震加固检测优化是基于BIM技术的建筑抗震加固强度自动检测技术的重要应用优势。在BIM信息融合方面,需要结合约束参量分析、物理量联合分布等模型构建情况,完成对结构抗震加固强度自动检测流程和相关注意事项的妥善处理,确保及时获取建筑结构抗震承载力的输出速度和位移响应数值[5]。

相关人员还需要适当调整各层叠合连梁尺寸参数,以满足建筑结构抗震加固强度要求。需要注意,为确保BIM传感信息融合识别功能顺利实现,相关人员需要对加固强度自动检测预应力分配模型进行合理构建,以实现对各类信息的融合分析。具体分析检测结果如图3和图4所示。

图3 建筑结构的加固强度分布有限元模型

图4 建筑结构抗震加固强度自动检测结果

4.2.2 自动检测输出

自动检测输出实现过程要求相关人员利用BIM技术实现对抗震加固强度参数的优化处理。其中,应该重点结合阻尼比和建筑结构应力特征,贯彻落实抗震加固强度检测过程。结合应用反馈情况来看,通过实现建筑结构抗震加固强度自动检测流程,基本上可以进一步增强建筑结构抗震性能和加固的作用效果。

4.3 检测优势分析

结合试验分析情况来看,近年来建筑结构设计人员利用BIM技术构建建筑结构抗震加固强度自动检测模型,基本上可以实现对建筑结构承载力和负荷情况的自动化分析,可以根据分析反馈结果全面增强建筑结构抗震加固能力。同时,相关研究人员在原有基础上对建筑结构抗震加固强度自动检测方法进行了全面梳理与优化,如在加固受力条件下对抗震加固被控参数进行自主分析。根据数据分析结果,融合应用主要物理参量,并构建相关联合分布模型,高效完成了对抗震加固强度的自动化检测处理。总体来看,BIM技术在建筑结构抗震加固强度自动检测过程中表现的精确度和性能水平较高,基本上可以为增强筑结构抗震性能和加固能力提供技术保障。

4.4 应用措施及建议

为确保BIM技术以及相关软件在建筑结构抗震加固强度自动检测中得到良好应用推广,相关设计人员应该明确BIM技术应用流程,妥善处理BIM技术各项优势特征和应用重难点问题。相关设计人员应该结合建筑结构抗震设计要求和加固施工特点,及时改进当前存在的薄弱问题,确保建筑结构抗震加固效果达到预期,增强构筑物的整体抗震性能。

随着BIM技术应用推广力度的不断增强,该项技术在建筑结构抗震加固设计领域中得到了良好应用。需要注意,当前国内BIM技术应用水平尚未成熟,在某些技术层面上还存在应用短板。建议在今后的发展过程中,行业内部研究人员应该加强对BIM等新兴技术的研究分析,通过不断突破当前技术应用存在的瓶颈问题,为建筑结构设计提供技术保障。

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