[发明专利]基于BIM的钢结构与幕墙智能监测维护系统

说明书

本发明提供了一种基于BIM的钢结构与幕墙智能监测维护系统，涉及建筑信息化仿真技术领域，包括应力应变监测系统、视觉监测系统、数据处理模块、计算分析模块、预警信息发布平台和模型优化系统。通过安装应力应变监测系统和视觉监测系统，整合两套监测体系对主体结构进行实时监测，根据两套数据的平均值确定监测点的实际变形。计算分析模块通过主体钢结构的变形数据，进一步计算模拟分析钢龙骨的变形，从而得到幕墙玻璃的受力状态，并通过不同色彩在BIM模型中表达玻璃的安全状态，危险源同步通知给工程技术人员。本发明实现幕墙玻璃的实时安全监测，通过两套监测数据同步分析提高结构变形监测的准确性，实现实时智能预警，提前消除安全隐患。

技术领域

本发明涉及一种基于BIM的钢结构与幕墙智能监测维护系统，属于建筑信息化仿真技术及钢结构、幕墙工程安全监测应用技术领域。

背景技术

BIM 是Building Information Modeling 的缩写，即建筑信息模型，是将建筑结构的几何信息和非几何信息融合在三维可视化数字模型中，供建筑全生命周期应用。

钢结构及幕墙工程如今应用越来越广泛，但是幕墙的玻璃自爆及开裂等一直是建筑使用过程中不可避免的故障，尤其在大型建筑中，幕墙玻璃数量众多，玻璃的自爆开裂无法预测，往往带来安全风险及影响用户正常使用。

玻璃的自爆原因主要分为3种情况：（1）玻璃内杂质造成自爆；（2）安装精度控制问题，如构件加工精度控制不佳，结构安装变形超标等；（3）使用过程中，因为主体结构变形原因造成玻璃应力集中破裂。第（1）种属于材料范畴，在原材料采购及加工阶段控制。

基于此，做出本申请。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种基于BIM的钢结构与幕墙智能监测维护系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于BIM的钢结构与幕墙智能监测维护系统，包括

BIM信息化模型构建系统，用于对主体钢结构和幕墙结构进行BIM建模，得到BIM主体钢结构模型和幕墙结构模型，其中幕墙结构模型中包括钢龙骨模型和玻璃模型；

应力应变监测系统，安装于主体钢结构上，用于实时监测主体钢结构所受应力应变，获得变形数据一；

视觉监测系统，用于拍摄主体钢结构影像数据；

数据处理模块，用于将影像数据与BIM模型中同位置虚拟相机拍摄的主体钢结构的虚拟影像对比得出变形数据二，综合变形数据一和变形数据二，得到监测点的实际变形数据；

计算分析模块，用于根据实际变形数据进一步计算模拟分析钢龙骨的变形，然后根据钢龙骨的变形仿真分析计算幕墙玻璃的受力状态，最后根据受力状态判断幕墙玻璃是否为安全状态。

进一步地，为了能提前及时地了解到幕墙玻璃的安全状态，以提前做出调整，本发明监测维护系统还包括预警信息发布平台，用于将计算分析模块得到的不安全状态信息发送给终端并预警。

进一步地，为了使信息发布平台看到的BIM模型与现场实际结构变形一致，进一步保证计算分析的准确性，本发明监测维护系统还包括模型优化系统，用于根据实际变形自动调整BIM模型。

进一步地，所述监测点的实际变形数据=（变形数据一+变形数据二）÷2。

进一步地，所述变形数据二为钢主体结构的高清视频影像与BIM模型中同位置虚拟相机拍摄的主体结构虚拟影像对比得出，即监测点视觉即监测点视觉监测结果（x、y、z）=实际相机拍摄构件监测点坐标值（x₁、y₁、z₁）-虚拟相机模拟的构件监测点坐标值（x₂、y₂、z₂）。