本文關(guān)鍵詞：節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的建筑信息模型（BIM）關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn),但橋梁工程界對于BIM技術(shù)的研究應(yīng)用才剛剛起步,相關(guān)工程案例較少。本文在我國橋梁工業(yè)化及信息化的大背景下,以節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁為例,研究BIM在橋梁工程中的應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn),主要內(nèi)容包括：(1)在調(diào)研國內(nèi)外橋梁界BIM應(yīng)用和研究的基礎(chǔ)上,對比橋梁工程和建筑工程對BIM技術(shù)的不同需求,總結(jié)了適用于橋梁工程全壽命周期的BIM應(yīng)用框架；歸納市面上可用于橋梁的BIM商用軟件,試用并對比了各軟件的優(yōu)劣,并提出了以幾何造型軟件Rhino作為三維核心建模軟件的橋梁BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)流程。(2)為實(shí)現(xiàn)橋梁BIM核心三維模型與受力簡化梁元模型的自動轉(zhuǎn)換,借助參數(shù)化插件Grasshopper,闡述了hino和MIDAS/Civil的模型共享方法,其主要思想為將橋梁三維模型拆解為沿縱向線形的多個關(guān)鍵截面,通過計(jì)算截面的力學(xué)特征值,以MIDAS/Civil命令流格式實(shí)現(xiàn)三維模型的信息輸出和受力模型的自動生成；基于Rhino平臺的二次開發(fā),創(chuàng)建了Grasshopper的新功能模塊以實(shí)現(xiàn)上述流程,算例表明該模塊具有較高的計(jì)算精度和良好的適用性。(3)針對35m-55m跨徑范圍的節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁,完成了參數(shù)化的構(gòu)件模塊族庫,以標(biāo)準(zhǔn)跨徑模型為例,詳細(xì)闡述其三維參數(shù)化的建模流程,并總結(jié)節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。(4)基于二次開發(fā)的(Grasshopper新模塊,以45m跨徑的節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁為例,完成了Rhino三維模型與MIDAS/Civil結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)換,并對此跨徑橋梁的力學(xué)性能進(jìn)行評估,結(jié)果滿足要求；在Abaqus中完成了上述橋梁模型的三維實(shí)體有限元分析,計(jì)算結(jié)果可與MIDAS/Civil相互印證。(5)借助Autodesk Revit和Navisworks,初步探討基于BIM概念的節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁信息管理方法；結(jié)合Navisworks的實(shí)景渲染、虛擬漫游和施工建造動畫等功能,闡釋BIM為節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁建造技術(shù)帶來的優(yōu)化,并完整地實(shí)現(xiàn)了本文提出的橋梁BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)流程。
【關(guān)鍵詞】：建筑信息模型(BIM) 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁 參數(shù)化設(shè)計(jì) Rhino二次開發(fā) 信息管理
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 BIM的基本概念10-12
• 1.1.1 BIM的定義10-11
• 1.1.2 BIM的特點(diǎn)11-12
• 1.2 BIM技術(shù)在橋梁工程中的發(fā)展及應(yīng)用12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 橋梁BIM技術(shù)的意義及應(yīng)用難點(diǎn)14-16
• 1.4 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的特點(diǎn)及其BIM關(guān)鍵技術(shù)路線16-19
• 1.4.1 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的發(fā)展16-17
• 1.4.2 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的工藝特點(diǎn)17-18
• 1.4.3 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁BIM應(yīng)用的研究路線18-19
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 橋梁工程BIM特點(diǎn)及參數(shù)化設(shè)計(jì)流程20-39
• 2.1 橋梁工程BIM特點(diǎn)20-22
• 2.2 橋梁BIM商用軟件平臺22-36
• 2.2.1 核心三維建模軟件22-23
• 2.2.2 Autodesk Revit23-26
• 2.2.3 Dassault CATIA26-28
• 2.2.4 Bentley MicroStation28-29
• 2.2.5 Tekla Structurtes29-31
• 2.2.6 MIDAS SmartBDS31-33
• 2.2.7 Rhino33-34
• 2.2.8 平臺對比34-36
• 2.3 橋梁BIM的參數(shù)化設(shè)計(jì)流程36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第3章 基于橋梁BIM幾何模型的任意截面力學(xué)特征算法及其編程實(shí)——Rhino與MIDAS/Civil的模型共享方法39-70
• 3.1 Rhino與MIDAS/Civil的模型轉(zhuǎn)換流程39-43
• 3.2 任意二維域的有限元離散方法43-52
• 3.2.1 通用網(wǎng)格劃分方法43-45
• 3.2.2 Delaunay三角劃分算法45-49
• 3.2.3 提前布點(diǎn)的AFT算法49-52
• 3.3 多連通截面的抗扭慣性矩算法52-56
• 3.3.1 扭轉(zhuǎn)問題的應(yīng)力函數(shù)理論52-53
• 3.3.2 扭轉(zhuǎn)問題的有限元計(jì)算方法53-56
• 3.4 任意截面的抗彎慣性矩算法56-57
• 3.5 任意截面的剪切系數(shù)算法57-60
• 3.6 開發(fā)模塊的具體編程方法和界面60-66
• 3.6.1 Grasshopper模塊的開發(fā)方法60-64
• 3.6.2 新模塊的類及函數(shù)定義64-66
• 3.7 算例驗(yàn)證66-69
• 3.8 本章小結(jié)69-70
• 第4章 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的參數(shù)化BIM模型70-91
• 4.1 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的跨徑選取及尺寸設(shè)計(jì)70-74
• 4.1.1 橋型及跨徑的選擇70-71
• 4.1.2 細(xì)部尺寸設(shè)計(jì)71-74
• 4.2 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的構(gòu)件參數(shù)化建模74-82
• 4.2.1 參數(shù)選擇74-75
• 4.2.2 節(jié)段的建模75-79
• 4.2.3 節(jié)段拼裝及預(yù)應(yīng)力筋建模79-82
• 4.3 橋梁BIM模型的優(yōu)劣分析82-87
• 4.3.1 橋梁BIM模型的優(yōu)勢82-87
• 4.3.2 橋梁BIM模型應(yīng)用的難點(diǎn)87
• 4.4 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)方法87-90
• 4.5 本章小結(jié)90-91
• 第5章 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的幾何與結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換及仿真分析91-104
• 5.1 概述91
• 5.2 BIM模型與MIDAS/Civil梁單元模型轉(zhuǎn)換及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算91-98
• 5.2.1 模型的建立及基本信息91-94
• 5.2.2 模型的荷載工況94-96
• 5.2.3 模型的受力分析及驗(yàn)算96-98
• 5.3 BIM模型與Abaqus實(shí)體單元模型轉(zhuǎn)換及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算98-103
• 5.3.1 Rhino與Abaqus的模型共享方法98-100
• 5.3.2 桿系有限元與實(shí)體有限元分析的結(jié)果對比100-103
• 5.4 本章小結(jié)103-104
• 第6章 基于BIM的節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁信息管理及建造技術(shù)104-114
• 6.1 概述104
• 6.2 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的信息管理104-108
• 6.2.1 Rhino和Revit的模型共享方法104-105
• 6.2.2 Revit模型的信息集成105-106
• 6.2.3 Navisworks平臺的項(xiàng)目進(jìn)度管理106-108
• 6.3 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的建造技術(shù)108-113
• 6.3.1 建造關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)108-109
• 6.3.2 模型的實(shí)景渲染和漫游109-110
• 6.3.3 施工建造動畫的制作110-113
• 6.4 本章小結(jié)113-114
• 第7章 結(jié)論和展望114-118
• 7.1 節(jié)段預(yù)制拼裝橋梁的BIM關(guān)鍵技術(shù)框架114-115
• 7.2 全文工作總結(jié)115-116
• 7.3 展望116-118
• 參考文獻(xiàn)118-122
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果122-123
• 致謝123

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：716312