CN111765874A - 一种基于bim的平移建筑物检测评估方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BIM的平移建筑物检测评估方法，包括：步骤一，对建筑物进行检测；步骤二，逐步生成包含建筑物信息和荷载信息的三维模型三，对建筑物受力性能进行验算；步骤三，确定监测设备安装位置及数量；步骤四，逐步生成轻量化三维平移模型六；步骤五，使模型中监测设备和现场布置的监测设备对应；步骤六，使现场布置的监测设备与物联网连接，将监测数据上传至位移控制系统；步骤七，使基于BIM模型的监测点的人机交互行为得以实时响应；步骤八，查看监测设备上的现场监测数据及变化曲线；步骤九，确定预警值，并比较监测数据是否超出预警值。本发明解决了传统的平移建筑物没有完整的检测评估方法以及平移后不能安全使用的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程施工技术领域，特别涉及一种基于BIM的平移建筑物检测评估方法。
背景技术
随着我国社会经济和城市建设的高速发展，城市空间治理与空间结构优化己成现代城市发展的必然趋势。许多具有保留价值的既有建筑物可以通过整体平移搬迁到规划新址，对于平移建筑物平移前、平移过程、平移完成等阶段如何进行检测和评估从而保证平移后建筑的安全和使用功能是目前的一个难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BIM的平移建筑物检测评估方法，要解决传统的平移建筑物在平移前、平移过程、平移完成后没有一套完整的检测评估方法以及不能保证平移建筑物在平移后能够安全使用的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种基于BIM的平移建筑物检测评估方法，包括有建筑物平移前的检测、平移施工的监测和平移后的检测，包括步骤如下。
步骤一，对建筑物的混凝土强度和混凝土碳化进行检测；对建筑物的钢筋位置、钢筋保护层厚度和钢筋规格、数量进行无损检测；对建筑物是否存在裂缝及渗漏情况进行检测。
步骤二，采用Trimble TX8激光扫描仪对建筑物进行三维扫描，并将扫描结果导入Trimble RealWorks三维扫描处理软件，生成包含建筑物轴线尺寸、构件的截面尺寸、建筑物的层高和建筑物的总高的三维模型一。
步骤三，将步骤二中生成的三维模型一导入到revit软件，并输入步骤一中建筑物的检测信息，并结合建筑图纸的做法，建模生成包含建筑物信息的三维模型二。
步骤四，将步骤三生成的三维模型二导入至PKPM SATWE建筑物计算软件，并输入相应的荷载信息生成计算三维模型三，对建筑物现阶段的承载能力、抗震能力、整体稳定性、抗倾覆进行验算，并对后期建筑物在平移时跨度大于等于18m区域和该区域中的构件进行分析评估。
步骤五，当步骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果满足要求时，确定监测设备的安装位置及数量：在待平移建筑物的托换节点位置和建筑物跨度大于等于18m的位置安装监测设备。
步骤六，在步骤三生成的建筑物三维模型二上，利用revit软件，输入步骤五中监测设备的位置信息，建立监测点的三维布置模型四。
步骤七，在步骤六建立的三维布置模型四的基础上，输入平移过程中建筑物的监测点的应力和高程数值，建筑物的平移力、建筑物的重量、建筑物的区域位置，形成三维信息化平移模型五。
步骤八，审核建筑物在平移过程中，三维信息化平移模型五的模型信息，生成含有建筑结构数据信息的轻量化的三维平移模型六；将轻量化的三维平移模型六和监测设备的属性信息导入物联网+BIM远程实时监控平台，并在物联网+BIM远程实时监控平台中对建筑物的三维平移模型六进行查看。
步骤九，在现场布置平移过程中的建筑物上的监测设备，对三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备分别进行编号，其中，三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备的编号一一对应。
步骤十，使平移过程中现场布置的监测设备与物联网的前端监测硬件信号连接，将监测设备的监测数据上传至位移控制系统的总控电脑。
步骤十一，打通物联网+BIM远程实时监控平台与总控电脑的数据接口，采用分布式互操作应用程序WebService来控制物联网+BIM远程实时监控平台与位移控制系统，使得基于BIM模型的监测点的人机交互行为得以实时响应。
步骤十二，在物联网+BIM远程实时监控平台的三维平移模型六上选择监测点，以查看监测点处监测设备上的现场监测数据及变化曲线。
步骤十三，依据以往文献资料总结与规范、实际工程经验以及对建筑物在平移过程中的PKPM软件受力分析模拟，确定各监测数据的预警值。
步骤十四，将预警值一一对应输入物联网+BIM远程实时监控平台，比较监测数据是否超出预警值。
步骤十五，当平移过程中，当监测数据未达到预警值时，建筑物继续平移，直至平移结束。
优选的，步骤二中的构件包括墙、柱、梁、板；步骤四中的荷载信息包括风荷载、地震、活荷载和恒载。
优选的，当骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果任意一项不满足要求时，对建筑物中验算不满足要求的区域，并在PKPM SATWE建筑物计算软件中输入加固构件的相应参数，按步骤四进行重新验算直至满足要求。
优选的，监测设备包括有光栅光纤应变计、激光位移计、静力水准仪、光栅光纤加速度计和光栅光纤温度计。
优选的，步骤十二中的监测数据包括平移过程中建筑物的应变、水平与竖向变形、不均匀沉降变形、加速度、温度、累计平移位移、单次平移位移、建筑物的重量和平移力；
优选的，步骤十二中的变化曲线包括当前观测值变化曲线、当前累计变化量曲线、当前变化速率曲线、监测点在平移过程中对建筑物的应变监测数据曲线、对应构件的水平和竖向变形曲线、建筑物的不均匀沉降变形曲线、建筑物的加速度曲线、建筑物的累计平移位移曲线、建筑物的单次平移位移曲线以及建筑物平移力的曲线。
优选的，步骤十三中的预警值包括平移过程中建筑物的应变、水平变形、竖向变形、不均匀沉降变形和加速度。
优选的，步骤十四中，当监测数据达到预警值时，物联网+BIM远程实时监控平台发送指令至位移控制系统的总控电脑中，位移控制系统下达停止平移的指令；然后采用步骤一及步骤四中的方法进行建筑物的全面检测排查验算；若验算合格，继续进行平移；若验算不合格，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移。
优选的，若验算合格，继续进行平移时监测数据大于预警值，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果。
1、本发明中的方法智能、简单解决了平移建筑物在平移前、平移过程、平移完成后的检测评估问题，保证了建筑物平移后能够安全、放心的使用。
2、本发明为BIM的平移建筑物检测评估方法，具有快速、准确和可视化的特点；通过本发明的实施，在不增加技术人员工作量的情况下，可实现平移建筑平移过程监测数据的共享及传递，有效提升用户体验和工作效率。
3、本发明利用施工模拟软件，采用BIM技术建模并进行4D施工模拟，协调施工顺序，检查工序冲突，协调施工面，根据模拟结果，不断改进平移方案，为最终顺利平移奠定良好基础。同时基于建筑模型实况，优化排布方案，做到了空间最大利用化，方便了后期维护，满足各专业有序穿插施工且节约成本。
4、本发明的施工过程中，数据采集具有自动化、实时化和标准化的优点，这种优点对移位过程中建筑物结构变形、位移、裂缝变化等数据能实现自动实时采集，并按照标准格式进行存储，以便于信息处理和分析；本发明中采用稳定可靠的传输能力仪器，采集的数据能够通过有效的传输方式，可靠地传递到信息管理中心，避免了因出现传输故障而导致监测信息出现盲点；另外，本发明中较好的数据运算处理能力监测系统应能够以直观化的图表形式对监测数据进行实时处理，并分析、判断数据的可信度和数据代表的工程风险程度。
具体实施方式
这种基于BIM的平移建筑物检测评估方法，包括有建筑物平移前的检测、平移施工的监测和平移后的检测，其中，平移施工的监测包括建筑物的托换、切割、移位及接柱连接的各个施工工况；具体包括步骤如下。
步骤一，对建筑物的混凝土强度和混凝土碳化进行检测；对建筑物的钢筋位置、钢筋保护层厚度和钢筋规格、数量进行无损检测；对建筑物是否存在裂缝及渗漏情况进行检测。
步骤二，采用Trimble TX8激光扫描仪对建筑物进行三维扫描，并将扫描结果导入Trimble RealWorks三维扫描处理软件，生成包含建筑物轴线尺寸、构件的截面尺寸、建筑物的层高和建筑物的总高的三维模型一。
步骤三，将步骤二中生成的三维模型一导入到revit软件，并输入步骤一中建筑物的检测信息，并结合建筑图纸的做法，建模生成包含建筑物信息的三维模型二。
步骤四，将步骤三生成的三维模型二导入至PKPM SATWE建筑物计算软件，并输入相应的荷载信息生成计算三维模型三，对建筑物现阶段的承载能力、抗震能力、整体稳定性、抗倾覆进行验算，并对后期建筑物在平移时跨度大于等于18m区域和该区域中的构件进行分析评估。
步骤五，当步骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果满足要求时，确定监测设备的安装位置及数量：在待平移建筑物的托换节点位置和建筑物跨度大于等于18m的位置安装监测设备。
步骤六，在步骤三生成的建筑物三维模型二上，利用revit软件，输入步骤五中监测设备的位置信息，建立监测点的三维布置模型四。
步骤七，在步骤六建立的三维布置模型四的基础上，输入平移过程中建筑物的监测点的应力和高程数值，建筑物的平移力、建筑物的重量、建筑物的区域位置，形成三维信息化平移模型五。
步骤八，审核建筑物在平移过程中，三维信息化平移模型五的模型信息，生成仅保留建筑结构数据信息的轻量化的三维平移模型六；将轻量化的三维平移模型六和监测设备的属性信息导入物联网+BIM远程实时监控平台，并在物联网+BIM远程实时监控平台中对建筑物的三维平移模型六进行查看；查看的方式为旋转平移、放大缩小、居中、测距以及剖切。
步骤九，在现场布置平移过程中的建筑物上的监测设备，对三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备分别进行编号，其中，三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备的编号一一对应。
步骤十，使平移过程中现场布置的监测设备与物联网的前端监测硬件信号连接，将监测设备的监测数据上传至位移控制系统的总控电脑；这个位移控制系统的总控电脑是用于控制建筑物位移装置的系统，包含PLC控制系统及现场的油压泵站，启停装置等等。
步骤十一，打通物联网+BIM远程实时监控平台与总控电脑的数据接口，采用分布式互操作应用程序WebService来控制物联网+BIM远程实时监控平台与位移控制系统，使得基于BIM模型的监测点的人机交互行为得以实时响应。
步骤十二，在物联网+BIM远程实时监控平台的三维平移模型六上选择监测点，以查看监测点处监测设备上的现场监测数据及变化曲线。
步骤十三，依据以往文献资料总结与规范、实际工程经验以及对建筑物在平移过程中的PKPM软件受力分析模拟，确定各监测数据的预警值。
步骤十四，将预警值一一对应输入物联网+BIM远程实时监控平台，比较监测数据是否超出预警值。
步骤十五，当平移过程中，当监测数据未达到预警值时，建筑物继续平移，直至平移结束。
本实施例中，步骤二中的构件包括墙、柱、梁和板；步骤四中的荷载信息包括风荷载、地震、活荷载和恒载。
本实施例中，物联网+BIM远程实时监控平台为采用物联网技术与BIM技术相结合的远程实时监控平台。
本实施例中，当骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果任意一项不满足要求时，对建筑物中验算不满足要求的区域，并在PKPM SATWE建筑物计算软件中输入加固构件的相应参数，按步骤四进行重新验算直至满足要求。
本实施例中，监测设备包括有光栅光纤应变计、激光位移计、静力水准仪、光栅光纤加速度计和光栅光纤温度计。
光栅光纤应变计设置于平移建筑物的结构柱与托盘梁托换节点及平移建筑物跨度大于18m的梁处，用于监测平移过程中结构体系的应变变化。
激光位移计设置于纵向托盘梁上、靠近平移建筑物的结构柱的部位上，通过在纵向托盘梁上、沿纵向选定两个位置放置激光位移计（可通视），来测定激光发射器与接收靶之间的相对位移，可以监测结构在水平及竖向方向上变形差异。
静力水准仪布置在横向托盘梁上、靠近平移建筑物的结构柱的位置处，通过静力水准仪测量的数据，推算出平移建筑物测点间的相对不均匀沉降。
光栅光纤加速度计布置位置为托盘梁的跨中位置和平移建筑物的梁跨中，用于实时动态监测建筑物在抬升、旋转时的最大加速度以避免加速度过大，使结构构件产生过大的应力及使非结构构件受到过大外力而影响其使用功能。
光栅光纤温度计一般布置在纵向托盘梁上、靠近平移建筑物中心位置的托盘梁的跨中位置处，用于测量其它监测仪器的工作温度。
本实施例中，所述横向托盘梁、纵向托盘梁均设置在平移建筑物的结构柱与桩基础中间的位置。
本实施例中，步骤十二中的监测数据包括平移过程中建筑物的应变、水平与竖向变形、不均匀沉降变形、加速度、温度、累计平移位移、单次平移位移、建筑物的重量和平移力。
本实施例中，步骤十二中的变化曲线包括当前观测值变化曲线、当前累计变化量曲线、当前变化速率曲线、监测点在平移过程中对建筑物的应变监测数据曲线、对应构件的水平和竖向变形曲线、建筑物的不均匀沉降变形曲线、建筑物的加速度曲线、建筑物的累计平移位移曲线、建筑物的单次平移位移曲线以及建筑物平移力的曲线。
本实施例中，步骤十三中的预警值包括平移过程中建筑物的应变、水平变形、竖向变形、不均匀沉降变形和加速度。
本实施例中，步骤十四中，当监测数据达到预警值时，物联网+BIM远程实时监控平台发送指令至位移控制系统的总控电脑中，位移控制系统下达停止平移的指令；然后采用步骤一及步骤四中的方法进行建筑物的全面检测排查验算；若验算合格，继续进行平移；继续进行平移时监测数据大于预警值，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移；若验算不合格，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移。
Claims (9)
1.一种基于BIM的平移建筑物检测评估方法，包括有建筑物平移前的检测、平移施工的监测和平移后的检测，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，对建筑物的混凝土强度和混凝土碳化进行检测；对建筑物的钢筋位置、钢筋保护层厚度和钢筋规格、数量进行无损检测；对建筑物是否存在裂缝及渗漏情况进行检测；
步骤二，采用Trimble TX8激光扫描仪对建筑物进行三维扫描，并将扫描结果导入Trimble RealWorks三维扫描处理软件，生成包含建筑物轴线尺寸、构件的截面尺寸、建筑物的层高和建筑物的总高的三维模型一；
步骤三，将步骤二中生成的三维模型一导入到revit软件，并输入步骤一中建筑物的检测信息，并结合建筑图纸的做法，建模生成包含建筑物信息的三维模型二；
步骤四，将步骤三生成的三维模型二导入至PKPM SATWE建筑物计算软件，并输入相应的荷载信息生成计算三维模型三，对建筑物现阶段的承载能力、抗震能力、整体稳定性、抗倾覆进行验算，并对后期建筑物在平移时跨度大于等于18m区域和该区域中的构件进行分析评估；
步骤五，当步骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果满足要求时，确定监测设备的安装位置及数量：在待平移建筑物的托换节点位置和建筑物跨度大于等于18m的位置安装监测设备；
步骤六，在步骤三生成的建筑物三维模型二上，利用revit软件，输入步骤五中监测设备的位置信息，建立监测点的三维布置模型四；
步骤七，在步骤六建立的三维布置模型四的基础上，输入平移过程中建筑物的监测点的应力和高程数值，建筑物的平移力、建筑物的重量、建筑物的区域位置，形成三维信息化平移模型五；
步骤八，审核建筑物在平移过程中，三维信息化平移模型五的模型信息，生成含有建筑结构数据信息的轻量化的三维平移模型六；将轻量化的三维平移模型六和监测设备的属性信息导入物联网+BIM远程实时监控平台，并在物联网+BIM远程实时监控平台中对建筑物的三维平移模型六进行查看；
步骤九，在现场布置平移过程中的建筑物上的监测设备，对三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备分别进行编号，其中，三维平移模型六中的监测设备和现场布置的监测设备的编号一一对应；
步骤十，使平移过程中现场布置的监测设备与物联网的前端监测硬件信号连接，将监测设备的监测数据上传至位移控制系统的总控电脑；
步骤十一，打通物联网+BIM远程实时监控平台与总控电脑的数据接口，采用分布式互操作应用程序WebService来控制物联网+BIM远程实时监控平台与位移控制系统，使得基于BIM模型的监测点的人机交互行为得以实时响应；
步骤十二，在物联网+BIM远程实时监控平台的三维平移模型六上选择监测点，以查看监测点处监测设备上的现场监测数据及变化曲线；
步骤十三，依据以往文献资料总结与规范、实际工程经验以及对建筑物在平移过程中的PKPM软件受力分析模拟，确定各监测数据的预警值；
步骤十四，将预警值一一对应输入物联网+BIM远程实时监控平台，比较监测数据是否超出预警值；
步骤十五，当平移过程中，当监测数据未达到预警值时，建筑物继续平移，直至平移结束。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：步骤二中的构件包括墙、柱、梁、板；步骤四中的荷载信息包括风荷载、地震、活荷载和恒载。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：当骤四中建筑物承载能力、抗震能力、整体稳定性和抗倾覆性的分析评估结果任意一项不满足要求时，对建筑物中验算不满足要求的区域，并在PKPM SATWE建筑物计算软件中输入加固构件的相应参数，按步骤四进行重新验算直至满足要求。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：监测设备包括有光栅光纤应变计、激光位移计、静力水准仪、光栅光纤加速度计和光栅光纤温度计。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：步骤十二中的监测数据包括平移过程中建筑物的应变、水平与竖向变形、不均匀沉降变形、加速度、温度、累计平移位移、单次平移位移、建筑物的重量和平移力。
6.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：步骤十二中的变化曲线包括当前观测值变化曲线、当前累计变化量曲线、当前变化速率曲线、监测点在平移过程中对建筑物的应变监测数据曲线、对应构件的水平和竖向变形曲线、建筑物的不均匀沉降变形曲线、建筑物的加速度曲线、建筑物的累计平移位移曲线、建筑物的单次平移位移曲线以及建筑物平移力的曲线。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：步骤十三中的预警值包括平移过程中建筑物的应变、水平变形、竖向变形、不均匀沉降变形和加速度。
8.根据权利要求1所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：步骤十四中，当监测数据达到预警值时，物联网+BIM远程实时监控平台发送指令至位移控制系统的总控电脑中，位移控制系统下达停止平移的指令；然后采用步骤一及步骤四中的方法进行建筑物的全面检测排查验算；若验算合格，继续进行平移；若验算不合格，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移。
9.根据权利要求8所述的基于BIM的平移建筑物检测评估方法，其特征在于：若验算合格，继续进行平移时监测数据大于预警值，进行建筑物的加固，重复步骤一至步骤十四的过程，直至监测数据小于预警值，继续进行平移。
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