基于建筑信息模型的结构安全监测方法

摘要

大型复杂建筑的结构健康监测，具有测点数量多、监测周期长和运营维护难度高等特点，有必要充分可视化海量的监测数据理解结构行为，创建动态实时安全监测方法跟踪结构安全性态。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）具有信息管理集成化、三维模型可视化、协同工作高效化等优势，可以为结构安全信息的可视化和共享提供平台。并且，BIM的API 开发端口可以为结构安全监测提供可行途径。因此，有必要将BIM与结构健康监测相结合，研究基于BIM的结构安全监测方法。

结构安全信息集成与可视化方法。基于BIM结构模型，创建并布置传感器模型，实现基于BIM平台的监测构件和传感器拓展信息的自定义集成。开发结构响应集成插件，实现监测数据的集成。利用超链接的方法，实现文本、图片和视频等多类型格式文件的集成。通过API二次开发方法，实现Matlab 数据处理与BIM平台分析应用之间的数据处理模块集成。在此基础上，利用色彩交互、添加标签和动态效果等方法，实现基于BIM平台的结构安全信息可视化查阅。

结构安全动态实时监测及预警方法。基于BIM平台创建施工任务，集成施工进度，并将其与结构模型相关联，实现结构施工过程4D模拟。进而将结构响应信息进行关联，开发结构安全动态实时监测插件，实现结构施工和使用阶段动态实时安全监测。在此基础上，遍历实时更新的结构响应，实现实时预警及异常构件定位。针对结构安全监测中突发的结构行为异常问题，利用互联网创建项目参与方协同平台，设计项目参与方协同工作机制，为项目参与方协同工作提供途径。

基于BIM的珠海歌剧院结构安全监测。以珠海歌剧院施工和使用阶段结构健康监测系统为基础，建立基于BIM的珠海歌剧院安全监测平台，包含拓展信息集成模块、结构响应集成模块、多类型格式文件集成模块和动态实时安全监测模块。进而基于珠海歌剧院施工模型、结构监测构件、传感器、监测数据以及现场实际情况等，阐述结构安全信息集成与可视化、结构安全动态实时监测及预警的功能应用与实现过程。从而实现基于BIM的珠海歌剧院安全监测，充分论证本文所提方法的有效性和实用性。

关键词：建筑信息模型；结构健康监测；安全监测；预警定位；插件

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