基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法

在建筑行业转型升级的背景下,针对大型建筑运维过程管理效率低、各类运维事件决策分析精度不足、智能化程度有待提高等问题,提出基于数字孪生的智能运维理论体系与实现方法。总结归纳大型建筑智能运维需要采集的信息,分析智能运维亟待解决的问题,融合智能感知与数字孪生技术,给出智能运维运行机理,建立针对大型建筑的智能运维架构体系与多维多尺度的孪生模型。研究建筑智能运维的实现方法,其中包含智能运维全要素信息的采集与传输、智能运维孪生体的构建与运行、智能运维孪生数据的管理机制及智能运维平台的架构。在智能运维理论体系和实现方法的指导下,搭建了智能运维平台,并应用于某大型建筑工程的运维管理。考虑运维管理过程中的虚实交互与时空演化,初步验证了数字孪生在提高运维管理智能化程度方面的有效性。

元宇宙技术发展综述及其在建筑领域的应用展望

新冠疫情的暴发使得人们的活动越来越多地向线上转移,元宇宙概念热潮的出现使得基于虚拟数字世界的生产生活模式越来越多地受到人们关注。目前,元宇宙概念已经在教育、商业、工业等领域有所应用。随着建筑信息化、数字化技术的广泛应用,建筑行业智能化水平不断提高,虚拟数字技术在建筑行业发展中扮演着越来越重要的角色。对元宇宙概念的最新发展和应用进行介绍,重点阐述元宇宙与建筑信息化技术的关系以及元宇宙在建筑领域的潜在应用。分析结果表明,元宇宙的发展依赖于拓展现实、数字孪生、区块链等既有数字化技术的集成,作为一种新技术,元宇宙将为建筑领域的生产方式带来新的改变,也可能催生新的产业模式。

大跨度钢桁梁桥智能建造技术应用的可行性研究

大跨度钢桁梁桥的构件制造及拼装复杂,采用场内预制组装仍需消耗大量的人力、财力及工期。因此,本文采用BIM桥梁建模、三维激光扫描和虚拟预拼装技术,进行了基于BIM技术的施工方案模拟的可行性研究和基于BIM技术与三维激光扫描方法结合的构件加工质量检测研究,并在此基础上进行了基于BIM技术与三维激光扫描方法结合的虚拟拼装技术研究,探索了大跨度钢桁梁桥智能建造技术应用于指导工程实施的可行性。

基于BIM技术的工程项目全生命周期成本管理模式研究

本研究旨在利用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)的技术优势实现从项目规划、设计、施工到运营和维护阶段的成本管理,首先详细论述BIM技术在工程项目全生命周期成本管理中的应用,然后阐述基于BIM技术的工程项目全生命周期成本管理模式的构建路径。基于BIM技术的工程项目全生命周期成本管理模式通过建立统一的数据标准和模型集成,设计基于BIM的工作流程和信息交换机制,开发成本模型和风险评估模型,实现全面的成本控制和风险管理。这种模式的研究有助于增强成本预测的准确性和可靠性,优化项目的资源利用和决策制定,最终实现工程项目的成功交付和可持续发展。

基于工业基础类标准的钢结构BIM全数据交互技术

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进行解析并重生成结构模型,实现模型二次编辑与施工出图。经工程实例验证,该成果应用于钢结构建筑信息模型(BIM)数据交互时信息传递完整、模型转换质量高,避免了钢结构不同设计阶段的重复建模,极大提升了设计效率。

BIM技术在智能建造管理中的应用研究

BIM技术(Building Information Modeling)和智能建造管理已经成为建筑行业未来发展进程中不可或缺的一项重要手段,二者的有机结合应用是提高建筑项目效率和质量的关键方式。本文阐述了BIM技术和智能建造,并以某高校新校区建设为例,分析了基于BIM的智能建造管理技术关键点,探讨BIM技术在智能建造管理中的应用,包括BIM技术在三维施工场地布置、施工安全管理、建筑智能化交付、运维管理、施工机械及材料安全管理中的应用,期望为推动建筑行业的数字化转型提供理论支持和实践指导。

基于BIM技术的装配式住宅装修构造设计

装配式住宅是建筑行业中新建住宅应用率较高的建设形式,然而受到生产技术、设计理念的影响,装配式建筑装修时方法较为传统,存在资金、资源、人力浪费严重,施工过程污染高等问题。为充分展现装配式住宅优势,应将基于计算机技术的BIM信息技术手段融入到装修构造设计环节,在装修模块库创建与管理的基础上,可视化分析装配式住宅装修构造设计的缺陷问题,从而有针对性地展开设计优化,以此提升装配式住宅装修构造设计的科学性与合理性,打造高品质的装配式住宅装修工程。

BIM技术在施工过程中数字化管理研究

基于BIM技术的施工过程数字化管理是数据化项目管理与大数据分析的有机结合,不仅能够推进建筑施工管理的数字化进程,而且对于建筑行业的智能化发展有重要意义。基于此,本文对BIM技术、数字化管理进行简要论述,解析BIM技术在建筑施工过程中数字化管理的优势,并结合工程项目实例,提出BIM技术在施工过程中数字化管理的具体措施,旨在实现对施工过程的数字化高效管理,推动建筑行业的数字化、智能化进程。

基于BIM技术的土木工程施工技术课程教学改革研究

以贵州师范大学材料与建筑工程学院土木工程专业为例,对引入建筑信息模型技术(BIM)技术进行改革前后土木工程施工技术课程的变化进行了研究,通过对比结果发现,在课程中引入BIM技术之后学生的参与度、学习主动性、课堂回答正确率以及期末成绩等都有了显著提升。文章通过改变培养目标、教学方式、评价方式等对土木工程课程进行改革,并取得了显著成效,希望为面临相同现状的高校提供参考。

基于深度学习的计算机视觉在隧道衬砌病害检测中的应用综述

隧道衬砌作为隧道的重要支撑结构,对其中存在的病害进行检测显得十分重要。然而,传统的隧道病害检测方法高度依赖人工,效率低下,并且存在一定的安全风险,因此,如何高效、安全地实现病害的自动检测成为了热门的方向之一。深度学习(DL)和计算机视觉(CV)被视为实现隧道衬砌病害自动检测的具有发展前景的方法。为了阐明DL技术和CV技术在病害检测中的研究与应用,总结了隧道衬砌病害检测技术的发展历程;基于数据对于DL模型训练的重要性,总结了衬砌病害数据集的建立过程;随后,总结了基于DL的CV技术在隧道衬砌表面病害和内部病害检测方面的方法和应用;最后,讨论了目前研究中存在的问题,并对未来的发展进行了展望。

基于BIM 5D的项目安全与质量协同管理研究

为解决项目质量和安全管理无法直观表达、提前预防、及时整改等问题,本研究将BIM技术引入项目安全与质量管理工作中,验证了基于BIM 5D的工程安全与质量协同管理的可行性。通过研究得出:通过“事前预防”的BIM技术(建立Revit模型、深化设计、施工模拟、可视化技术交底),将项目质量和安全问题提前暴露,减少返工造成的不必要麻烦,保证物资的有序进场和合理堆放,为安全文明施工提供基础;通过“事中控制”的BIM 5D+智慧工地决策系统,将质量、安全问题进行归集、分析,将分析结果以图表呈现,对关键问题进行预警,及时发现问题并整改。上述方法保证了项目安全,提升了工程质量,为施工企业应用BIM 5D提供了参考。

基于BIM和知识图谱的自动审查方法

本文在设计合规性审查中引入知识图谱技术,提出以规范知识图谱为核心的自动审查系统。通过对中国规范及结构设计规则(以下统称为规范)分析,提出面向规范最小语义单元的规范知识图谱元结构,建立了反映建筑规范复杂语义逻辑元结构的链接规则,进而以元结构为基元提出了规范知识图谱的构建方法。通过从图谱中获取数据,驱动代码生成模块自动生成用于信息检索和审查的可执行规范审查代码,可实现BIM模型的自动审查。

基于生成对抗网络的自动框架结构设计

本文在结构设计中引入人工智能方法,通过提出建筑结构特征表达方法,构建以生成对抗网络为核心的框架结构自动设计方法。在数据前处理阶段,通过对建筑结构图纸分析,提出建筑特征表达方法与结构特征表达方法。在构建算法模型阶段,实现在有限的数据量下训练生成对抗算法学习框架结构布置,构建了依据建筑信息自动生成含有构件尺寸信息的框架结构自动布置模型,并提出了评价指标量化评价模型的结构设计能力。在案例中使用本文构建的框架结构自动布置模型完成一栋实际建筑的自动设计,验证了本文提出方法对结构设计效率的提高。

基于Revit的物化阶段建筑碳排放计量软件开发与实例分析

随着双碳计划的提出,建筑行业作为能源消耗量与污染排放量的一大主体,与国家发展总目标之间的矛盾不断加剧,亟待新兴技术改革。BIM技术所具有的信息携带量大、交互效率性高等特点可应用于解决这一问题。但以往的研究普遍过程相对繁琐,容易丢失大量的信息,所得结果不够精确。本文旨在使用C#编程语言,通过Revit API接口对Revit软件二次开发,研究出一款高效的物化阶段建筑碳排放计量软件。通过建立建筑材料与施工机械信息编码库,结合已有碳排放因子数据库,对建筑物化阶段所产生的碳排放量展开深入分析。结果表明,物化阶段中建材生产阶段所产生的碳排放量最高,施工阶段几乎可以忽略不计。研发的建筑碳排放计量软件操作简单且功能较为完善,是对当下国家绿色发展方向的积极探索。

建筑行业三维标注(MBD)技术研究和应用展望

随着建筑业数字化、工业化的大力发展,业内对三维标注技术(MBD)的需求日益提升。然而在目前的工作流程中,设计、模拟以及生产的数据一体化框架仍不完善,难以满足实际建筑工程的需要。现阶段BIM技术缺乏关于MBD技术的方法与标准,导致即便设计流程采用全三维设计方式,但最终仍需转换为二维图纸交付生产,其与传统设计流程在本质上并未产生明显区别。本文主要围绕建筑行业MBD技术进行研究与应用展望,包括MBD技术发展历程、相关标注标准的体系构建以及应用的潜在方向,旨在为建筑产品全生命周期管理(PLM)提供基础理论技术支持,也为建筑行业发展提供新的发展思路。

明清木结构古建筑底层数据标准化研究

现有IFC标准体系中,存在无法表达中国古建筑中特有的形制、结构、属性、艺术等特性的问题.基于UML,构建了斗栱、榫卯等古建筑结构的语义关系图,根据IFC四层架构体系,采用实体扩展和属性集扩展的方式,分层扩展了相应的构件实体、关系实体和属性集等,并以EXPRESS语言对扩展内容进行描述.通过使用IfcOpenShell工具包解析、VScode编辑的模型文件;并以Solibri和Blender为验证平台,检验IFC文件的可视化、可读性和实体与属性集信息的内容.根据验证结果,文中提出的古建筑领域的扩展符合IFC的扩展体系方法,对实现古建筑的结构和艺术等特性在信息模型中的交互和共享具有重要意义,可为古建筑工程勘察、修缮和运维的信息化保护提供强有力的支撑.

BIM在土木工程造价管理中的应用研究

土木工程结构相对复杂,采取传统管理方式工作效率低,已无法满足现阶段建筑行业发展需求。信息技术水平的提高为建筑行业管理提供了新的方法。BIM技术在土木工程造价管理中优势明显,大大提高了管理成效。文章针对BIM在土木工程造价管理中的应用进行了分析,以供借鉴。

地铁上盖建筑车致振动竖向二级动力响应研究

为了有效评估地铁运行引起的上盖建筑振动污染对结构舒适度的影响,分析了车致振动下上盖建筑的振动响应规律。采用分离式建模的方法构建了上盖结构的二级竖向振动响应动力模型,用集中质量法对上盖结构的响应规律做了整体分析,基于欧拉-伯努利梁建立了楼层内振动响应模型。基于所建立的二级振动理论模型,利用MATLAB_Appdesigner工具箱开发了结构振(震)动信号分析系统。结果表明:随着楼层的增加,振动响应呈现上升趋势,增幅随着楼层的增大趋于稳定;随着结构的自振周期延长,动力响应会从高频段向中低频段发生偏移;板内的振动响应并非单纯发生在基频附近,而应该根据荷载的动力特性与结构自身特性综合考虑;位移响应体现了荷载全频段的作用效果,加速度响应更加体现荷载卓越频段的作用效果。

基于BIM技术的大型公共建筑智慧施工研究与应用

大型公共建筑造型复杂,工期紧张,涉及多个专业领域的施工,各专业之间配合协调难度大。同时,穿插施工的管理与成本控制的难度也较大。以某图书馆项目施工为例,从BIM模型建立、BIM全专业模型整合、基于BIM的深化设计、基于BIM的施工组织优化以及基于BIM云平台的创新应用等方面,对BIM技术在大型公共建筑工程项目智慧建造全生命周期中的数字化集成应用及其成效所展开的探讨,旨在为BIM信息化手段助力建设工程智慧施工提供解决方案,助推建筑业的转型升级。

基于Python的SAP2000向ANSYS模型转化技术及软件开发研究

工程人员常通过对比设计软件与有限元软件的分析结果,以验算和校核结构设计的合理性。然而,由于软件分析内核的差异,设计软件与有限元软件之间的模型信息往往难以直接传递并转化。针对SAP2000结构设计分析软件向ANSYS有限元分析软件的模型转化问题,基于Python语言和APDL参数化设计语言,编译并开发了STAMT V1.0(SAP2000 To ANSYS Model Transformation V1.0)模型转化程序。相比已有转化程序,STAMT程序实现了更多单元类型、材料属性、截面类型、荷载形式的转化,提高了模型转化的通用性。其次,其涵盖了节点坐标系变换、梁单元坐标系变换、梁端自由度释放、创建刚性域等必备功能,进一步满足了模型转化过程中的功能性需求。然后,采用先建立几何模型后生成有限元模型的转化思路,实现了梁单元网格数量的自定义以及板壳荷载向梁的传递,软件操作界面简洁,便于工程人员的使用。最后,通过单层工业厂房和多层框架结构的两个算例分析,得到转化后模型的质量与原模型一致,前5阶周期的平均误差不超过3%,满足精度要求。研究分析验证了STAMT程序可实现SAP2000模型向ANSYS模型的准确、快速转化。