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。

基于非均匀有理B样条的参数化金属结构空间弯扭构件建模技术

针对金属结构空间弯扭构件的主流建模方式效率较低的问题,本文提出了基于非均匀有理B样条的参数化金属结构空间弯扭构件建模技术。本文设计了基于非均匀有理B样条的金属结构弯扭构件建模算法与程序架构,通过编程进行了软件实现。该技术具有以下特点:可以处理空间曲线轴线、截面和截面方向的输入并直接生成三维实体;支持参数化的建模与模型修改;所建模型包含工程非几何信息。经分析与实际项目验证,该技术合理可行,能够使建模效率得到大幅提升。

滁州奥体中心体育场预应力拉索施工及监测技术

滁州奥体中心体育场为开口式大悬挑预应力屋盖体系,最大悬挑跨度39.2 m。结合钢结构施工部署,通过对施工全过程数值模拟进行预应力专项方案的编制,通过一系列同步张拉技术、抗风斜撑后装技术等保证结构成型后的内力、变形符合设计初始态要求。根据施工模拟计算可知所有胎架在张拉完成后均脱胎,对判断预应力导入结构体系有明显的判断作用,并结合施工过程结构健康监测技术,对张拉全过程进行变形、索力和应力监测,将施工实测值与理论计算值作对比,保证结构成型后的安全性和可靠性。

上海中心大厦结构健康监测软件集成设计及应用

论述了上海中心大厦结构健康监测软件系统的集成框架及实现要点.首先提出了由数据采集端、数据发布端和数据应用端构成的软件集成框架.继而结合大厦监测硬件系统的布置特点,论述了各部分功能的关键实现技术和特殊部署,数据管理系统通过2层数据库结构实现监测信息集成;远程发布系统基于B/S(浏览器/服务器)模式实现了监测数据的远程可视化查询和获取;结构监测/分析/评估软件SMAE基于数据发布接口实现了模态识别与有限元方法的集成分析和结构动力特性的对比评估.最后结合实例说明了系统应用效果.软件系统灵活地实现了功能集成,且易于扩展和重构,具有一定的通用性.

潭溪山景观人行桥施工技术与健康监测

潭溪山景观人行桥为单斜面索拱支承曲线人行桥,采用地面叠置拼装、滑移就位、二次旋转后张拉的施工工艺。为了满足大客流人致振动的舒适度,设置了TMD阻尼器,并采用结构健康监测长期监控人行桥的索力和竖向加速度。研究表明,合理的施工和监控方法实现了桥梁在恶劣场地条件下的顺利施工,结构监测结果表明TMD有效减轻了结构振动。

基于工业基础类标准的参数化实体模型数据交互技术

针对已有技术参数化程度低、信息易丢失的缺陷,提出了基于工业基础类(IFC)标准的参数化实体模型数据交互技术。确立了实体模型IFC格式文件的基本框架,研究了实体模型各类信息的参数化IFC格式数据表达方法,并通过软件编程实现。结果表明,该参数化实体模型数据交互技术可准确描述复杂实体模型,生成的IFC格式文件可在各主流BIM软件中准确表达并能二次编辑。

BIM技术在农村住宅结构CAD软件后处理系统中的应用

基于BIM技术研制适用于各种农村住宅结构形式的CAD软件后处理系统.根据面向对象的编程原理,抽象出描述实际结构零件几何信息、结构特征和设计条件的智能对象.采用三维实体建模直观、准确和完整地展现结构的复杂空间位置关系和细部构造;在实体模型的基础上选取特定的实体,提取其中的几何信息,经过投影、消影和自动标注绘制完成施工图和加工图.该软件系统能提取三维实体模型中的构件和零件的加工信息,并按照CNC设备的数据格式要求整理输出为二进制数据或Excel等.

上海图书馆（东馆）“半自平衡式”索支承幕墙结构可行性分析

上海图书馆（东馆）“大窗”的建筑初选方案是悬挂式自平衡索网一一索桁架体系，在对这类体系进行可行性分析的基础上，提出了“半自平衡式”的索支承幕墙结构，并分析了这类结构的施工可行性和承载力性能。根据图纸要求的初始状态几何，计算了村应的结构体系初始状态拉索预张力和结构内力：对初始状态结构预应力进行释放，计算了结构预应力卸载后的几何和残余应力，忽略残余应力，确定了结构的近似零状态加工放样几何：在结构零状态基础上，布置支承索系、施加索的预张力、布置玻璃面板，经过计算分析得到了结构实际初始状态时的预应力分布和几何，这一实际初始状态与设计要求非常接近，由此证明了“半自平衡式”索支承幕墙的可行性。

基于BIM技术的钢结构厂房设计软件

研制了基于BIM(Building Information Modeling)技术的钢结构工业厂房CAD/CAM软件系统。系统划分为结构计算和实体后处理等两大模块,有效地降低了软件开发的复杂度。基于面向对象的编程原理,抽象出描述实际结构零件几何信息、结构特征和设计条件的智能对象;定义了C++类的层次数据结构和逻辑联系并存储在AutoCAD图形数据库中形成三维模型;研究了参数化快捷建模、內力分析、构件验算、三维实体建模、节点设计以及二维图纸绘制等关键功能;实现了IFC接口,以及与SAP和MIDAS等软件的接口。

基于模板的钢结构加工图自动标注技术研究

钢结构加工图是钢结构加工厂加工构件的重要依据,目前加工图的标注主要依赖于人工调整,占据当前深化加工工作量的50%以上,自动标注的实现可以提高加工图制图的效率。对基于模板的钢结构加工图自动标注技术进行研究,通过加工图的标注特征分析了自动标注模板的结构。自动标注模板的设计内容包括五个部分:构件类型管理、视图类型管理、标注方向确定、标注点选择、标注线样式管理。通过Advance Steel和Tekla标注插件分析了自动标注模板的应用方法,使用自定义标注模板生成的加工图符合设计要求,无需人工调图。

上海世博会意大利馆采光顶索桁架加固设计与施工

在将上海世博会意大利馆作为永久保留场馆进行改造加固设计时,采光顶索桁架出现焊接节点与索夹节点失效的问题,现场检测发现拉索内力与设计值偏差较大,针对这些问题分别提出解决措施。采用实测拉索内力进行计算复核,确定索桁架的变形仍在可控范围之内。根据现场条件制定补充张拉的施工方案,采用有限元进行张拉模拟,考察张拉过程中的变形与内力,并与监测数据对比。张拉成形后拉索的内力与设计值吻合较好,偏差在可接受范围之内,相关经验可为类似工程提供参考。

基于参数化建模的部品部件库系统研究

装配式建筑的出现是一场关于建造方式的重大变革,装配式建筑的发展需要一套完善的部品部件库作为支撑。然而,当前国内的部品部件库种类有限,大多只针对特定的项目开发,推广性不强。国外大多数结构深化软件虽具可拓展性,但其基于约束的参数化建模方式较为复杂,大大增加了用户学习时间成本。针对以上情况,从记录操作出发研发了一套基于操作的参数化建模系统。不同于其他主流参数化软件仅支持几何运算,该系统内置大量零件操作,支持逻辑信息的写入和参数化生成方式,并将此技术应用于部品部件库项目中。经实例验证,此系统操作简单、高效、可拓展性强,能够较好地满足装配式建筑深化设计的需求,并且也可以运用、推广到结构深化设计的其他领域。

基于操作的钢结构节点参数化建模系统研发

为改变当前主流的基于约束的参数化建模方式复杂、建模效率低下、用户很难掌握的情况,从操作记录出发设计了一套基于操作的钢结构参数化节点制作系统,讨论了基于操作的参数化建模与基于约束的参数化建模在建模方式、系统开发、底层逻辑等方面的区别,介绍了操作实现的原理,研究了参数化节点中逻辑信息的写入,实现了利用工业基础类文件来储存参数化信息的方式.基于操作的参数化建模与非参数化建模在建模方式上基本一致,与基于约束的参数化建模相比提升了参数化建模效率、实现了参数化信息的共享、减少了相似节点的重复制作工作量.最后用实例验证了基于操作的参数化建模方式的优点.

生土结构住宅建筑CAD软件开发

为合理地设计生土结构住宅,基于AutoCAD图形平台,开发一套用于单层生土住宅的结构设计软件.软件采用交互式的参数化方式建立结构三维实体模型,整合屋盖体系计算分析、构件规范验算和自动化施工图生成等功能.软件建模方便,操作步骤简单,能完成一般生土结构住宅的设计、计算和绘图.

大数据下的结构性态监测信息管理系统设计与应用

论述了一种适用于处理海量监测数据的结构性态监测信息管理系统(MIMS)的设计方案.基于三层浏览器/服务器架构搭建软件系统,利用多服务器协同工作机制提升系统性能.应用大数据技术,充分考虑海量监测数据对数据管理系统的高要求,选用MongoDB数据库作为数据管理平台,论述了数据库结构和采用的数据格式.最后以宁波南站结构性态监测为例,展示了系统的实现效果.结果表明该系统具有很好的扩展性和通用性,每天可接收远程数据约10GB,能实现对海量监测数据的实时吞吐和高效组织管理.

冷弯薄壁轻型钢结构住宅建筑CAD/CAM软件

为开发冷弯薄壁轻型钢结构住宅结构体系的专用CAD/CAM软件,在介绍并分析该类结构体系及其典型连接节点的组成和构造特点的基础上,依据实际设计工作进行软件的功能设计和流程划分,设计从设计模型到计算模型、再到深化模型的软件架构和操作模式.该类结构体系基于部件进行设计、计算和拼装,据此界定墙片、楼盖区块和单榀平面屋架等基本软件对象,设计部件-构件的层次化对象数据结构,以兼顾结构设计与深化设计的不同要求.在AutoCAD图形平台上编制该CAD/CAM软件,实现建模、计算和绘图等若干核心功能.

基于ObjectARX的平板玻璃在任意空间曲面幕墙中的最优布置

为减少任意空间曲面幕墙玻璃的用量,降低工程造价,利用封闭区域的特点确定任意空间杆系结构组成的玻璃面,给出程序流程图,然后建立用平面拟合空间曲面的优化模型,并采用复形法求解.该程序基于AutoCAD环境,用ObjectARX开发,操作方便,已成功应用到3D3S软件中,效果较好.

框式玻璃幕墙热工性能的数值模拟方法

研究了框式玻璃幕墙的稳态传热机理和光学性能,运用差分法建立了玻璃体系的传热和光学性能数值计算模型,基于二维稳态热传导理论推导并建立了框体系在对流、辐射等边界条件及其耦合作用下的热工性能有限元计算模型.采用Visual C++和ObjectARX.对AutoCAD进行二次开发,研发了框式玻璃幕墙热工性能计算软件.通过与多种商业软件的计算对比,验证了文中计算理论和数值方法的正确性.

变电构架IFC数据交换研究

一个完整的BIM模型包括多个行业的内容。在电力行业的BIM设计中,不同专业在不同平台上进行设计,最后在公共平台进行模型装配,此时需要将不同平台的模型向公共平台转换。针对山西电力勘测设计院的要求,研究了结构模型向Revit平台的转换,通过将三维实体、塔段等信息经过IFC文件导入到Revit,实现了结构模型与其他专业模型的装配,最后指出了当前通过IFC进行数据交换的缺陷。

基于三维实体模型的钢结构工业厂房CAD/CAM软件后处理系统

为提高钢结构工业厂房设计的准确性、精确度和工作效率,为某钢结构工业厂房CAD/CAM软件研制出基于三维实体模型的后处理系统.该系统基于面向对象的编程技术,抽象出描述实际结构零件几何信息、结构特征和设计条件的智能型实体对象.将对象以及对象之间的层次关系和逻辑关系存储在AutoCAD图形数据库中,形成三维实体模型,用于直观、准确和完整地表现具有复杂空间关系和细部构造的真实结构;实现数据库对象的建立、编辑、查询、显示和数据整理等操作.该系统结合具体结构形式的特点,实现用于施工图设计和深化设计的全部关键功能.