基于BIM技術的建筑結構抗震加固強度自動檢測分析

孫晉博 黃嘉偉 李倩倩 施 杭

（江蘇建研建設工程質量安全鑒定有限公司，南京 210008）

1 BIM技術特點分析

1.1 數據可視化

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術可利用數據可視化特點，實現對工程項目設計、運營管理等重要環節數據信息的可視化表達與分析。分析過程中，可以結合數據可視化表達結果，及時調整項目設計圖存在的不合理之處，防止后續施工出現質量風險問題[1-2]。

1.2 模擬性

BIM技術具備的模擬性特征可實現對工程項目施工全過程的運行模擬與仿真分析。管理人員可根據分析反饋結果，對現場施工建設可能遇到的風險問題進行提前識別與應對處理。

1.3 優化性

BIM技術應用可以有效提高項目實用性和靈活性。例如，管理人員可通過創建三維立體模型完成對工程項目各種信息的深度研究與分析。利用BIM技術的特征優勢，提前模擬施工碰撞問題，根據模擬結果提出針對性優化處理方案加以規避[3]，從而實現性能化分析目標。

2 BIM技術在建筑結構抗震加固設計中的應用可行性分析

2.1 立體化展示建筑三維信息與空間信息

基于BIM技術的建筑結構設計工作，可利用相關技術內容將傳統二維設計圖紙轉化為三維建筑模型形式。設計人員和建設方可結合三維建筑模型，及時處理當前設計方案的呈現效果和存在的不足。例如，在深化設計和研究分析過程中，相關人員可主動與設計人員構建良好的互動關系，及時改進抗震設計方案和加固設計細節存在的問題，保障設計方案的可行性和科學性。

如果設計人員要優化改進設計方案，可直接在三維模型中輸入相關參數信息。計算機系統接收到設計人員的修改指令后，會自動進行大數據化處理，覆蓋原本的參數。這種操作方式不僅可以立體化展示建筑三維信息和空間信息，也可以減少以往因人工操作失誤而引發的設計問題[4]。具體實現過程如圖1和圖2所示。

圖1 BIM三維軟件分析

圖2 BIM三維軟件應用流程

2.2 實現各專業協同設計過程

區別于傳統建筑設計模式，基于BIM技術的建筑抗震設計工作更加側重于強調協同管理。在前期規劃設計過程中，明確強調各參建人員應該主動參與BIM建筑設計工作。根據BIM模型反饋結果，對各專業施工可能存在的沖突問題和隱患問題進行提前識別與模擬分析。在模擬分析過程中，重點針對抗震設計流程和加固施工要點進行模擬分析。

根據反饋結果，對后續施工建設可能發生的專業碰撞問題和施工風險問題進行提前識別，并在施工設計圖紙中重點標注，以防出現施工安全問題。此外，設計人員可以根據三維建筑模型模擬成果，對當前抗震設計方案存在的不足及時進行改正，保障施工設計圖紙的應用可行性和合理性。其中，可重點針對結構加固設計、抗震設計等專業施工問題進行協調優化，以防止后續施工建設過程中出現設計變更或者其他影響施工進度的隱患問題。

3 基于BIM技術的建筑結構抗震加固強度自動檢測發展及流程分析

傳統建筑結構抗震加固強度檢測方法表現出的自適應性和穩態分析功能優勢并不強。傳統使用的載荷應力特征分析方法和彈性模量特征分析方法等表現出的受力特征穩態分析能力不足、自適應效果不佳問題相對突出。雖然上述方法可以構建建筑結構抗震加固強度自動檢測模型，但是在應用受力分解模型時會受到不確定因素影響而出現自適應性能不好的問題。

目前，為進一步加強對BIM技術的拓展應用，相關人員重點對建筑結構抗震加固強度自動檢測方法流程進行了梳理優化。在具體實現的過程中，相關人員需要以建筑結構模型材料、設計參數等為約束指標參量集，完成對建筑結構抗震加固強度相關參數的識別分析，增強建筑結構抗震加固強度效果。

4 基于BIM技術的建筑結構抗震加固強度自動檢測方法的應用措施

4.1 科學構建聯合分布模型，實現自動檢測過程

4.1.1 約束指標參量模型

關于約束指標參量模型的構建，建議相關人員以建筑結構模型材料、設計參數等為構建基礎，對關鍵約束指標數據進行整合應用。以液壓阻尼減震器為例，因液壓阻尼減震器阻尼力相對較大且動態響應時間短，構建的約束指標參量模型在運行效能方面會明顯加強。構建完成后，重點分析地震作用下的液壓阻尼減震器自振頻率表現和阻尼比等動力特性。相關人員還應該重點分析地震波加速度達到峰值狀態后，液壓阻尼減震器抗震承載內力表現出的分布特征和具體狀態。

4.1.2 物理參量聯合分布模型

物理參量聯合分布模型的構建需要基于抗震加固受力條件對抗震加固被控參數進行重點研究與分析。在分析過程中，相關人員應該針對梁中內支座反力特征進行加載控制，同時需要結合地震烈度和建筑場地類別，完成對建筑結構抗震加固強度參數數據的控制分析。

在此基礎上，利用建筑結構抗震加固強度模糊判別規則融合處理的相關參數，以實現抗震加固強度檢測。根據最終檢測結果，對當前建筑結構抗震性能和加固效果進行重點識別。一旦發現檢測數據與預期設計不相符，施工人員需要利用科學合理的技術方法做好主體結構加固工作，確保建筑結構始終處于高效穩定的運行狀態。

4.2 建筑結構抗震加固檢測優化措施

4.2.1 BIM信息融合

實現建筑結構抗震加固檢測優化是基于BIM技術的建筑抗震加固強度自動檢測技術的重要應用優勢。在BIM信息融合方面，需要結合約束參量分析、物理量聯合分布等模型構建情況，完成對結構抗震加固強度自動檢測流程和相關注意事項的妥善處理，確保及時獲取建筑結構抗震承載力的輸出速度和位移響應數值[5]。

相關人員還需要適當調整各層疊合連梁尺寸參數，以滿足建筑結構抗震加固強度要求。需要注意，為確保BIM傳感信息融合識別功能順利實現，相關人員需要對加固強度自動檢測預應力分配模型進行合理構建，以實現對各類信息的融合分析。具體分析檢測結果如圖3和圖4所示。

圖3 建筑結構的加固強度分布有限元模型

圖4 建筑結構抗震加固強度自動檢測結果

4.2.2 自動檢測輸出

自動檢測輸出實現過程要求相關人員利用BIM技術實現對抗震加固強度參數的優化處理。其中，應該重點結合阻尼比和建筑結構應力特征，貫徹落實抗震加固強度檢測過程。結合應用反饋情況來看，通過實現建筑結構抗震加固強度自動檢測流程，基本上可以進一步增強建筑結構抗震性能和加固的作用效果。

4.3 檢測優勢分析

結合試驗分析情況來看，近年來建筑結構設計人員利用BIM技術構建建筑結構抗震加固強度自動檢測模型，基本上可以實現對建筑結構承載力和負荷情況的自動化分析，可以根據分析反饋結果全面增強建筑結構抗震加固能力。同時，相關研究人員在原有基礎上對建筑結構抗震加固強度自動檢測方法進行了全面梳理與優化，如在加固受力條件下對抗震加固被控參數進行自主分析。根據數據分析結果，融合應用主要物理參量，并構建相關聯合分布模型，高效完成了對抗震加固強度的自動化檢測處理。總體來看，BIM技術在建筑結構抗震加固強度自動檢測過程中表現的精確度和性能水平較高，基本上可以為增強筑結構抗震性能和加固能力提供技術保障。

4.4 應用措施及建議

為確保BIM技術以及相關軟件在建筑結構抗震加固強度自動檢測中得到良好應用推廣，相關設計人員應該明確BIM技術應用流程，妥善處理BIM技術各項優勢特征和應用重難點問題。相關設計人員應該結合建筑結構抗震設計要求和加固施工特點，及時改進當前存在的薄弱問題，確保建筑結構抗震加固效果達到預期，增強構筑物的整體抗震性能。

5 結語

隨著BIM技術應用推廣力度的不斷增強，該項技術在建筑結構抗震加固設計領域中得到了良好應用。需要注意，當前國內BIM技術應用水平尚未成熟，在某些技術層面上還存在應用短板。建議在今后的發展過程中，行業內部研究人員應該加強對BIM等新興技術的研究分析，通過不斷突破當前技術應用存在的瓶頸問題，為建筑結構設計提供技術保障。