地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文
【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的水平的不斷提高，各項(xiàng)工程項(xiàng)目的建設(shè)數(shù)量也在不斷增加，其中地下輸電工程就是關(guān)系社會建設(shè)的重要工程，也是為社會生產(chǎn)、人們生活提供電力資源的保證。在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，對地下輸電工程的要求也越來越高，特別是的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，越來越受重視。建筑信息模型技術(shù)，應(yīng)用范圍越來越廣，從建筑工程領(lǐng)域已經(jīng)逐漸擴(kuò)展到地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，雖然應(yīng)用上還處于摸索階段，已經(jīng)起到了很大的作用。本文主要對建筑信息模型技術(shù)在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況，進(jìn)行探討。
近年來，建筑信息模型技術(shù)發(fā)展迅速，并且在工程設(shè)計(jì)方面得到了廣泛的應(yīng)用，取得了很好的效果，特別是在建筑工程領(lǐng)域，其應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，顯著提高了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，而且有效的解決了各種設(shè)計(jì)問題，對降低工程成本，提高工程質(zhì)量具有重要做作用。但是對于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，單體數(shù)量較多的工程項(xiàng)目來說，如：地下輸電工程，建筑信息模型技術(shù)的應(yīng)用還不是很成熟，應(yīng)用的范圍和實(shí)際效果還不是很明顯，主要是因?yàn)楣こ虖?fù)雜，工程規(guī)模大，建筑信息模型技術(shù)的數(shù)據(jù)信息很可能出現(xiàn)錯誤，不好掌控，再加上建模時(shí)間長等問題突出。因此，在地下輸電工程這樣復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)上應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，還需要根據(jù)實(shí)際情況，不斷探索，采取有效的策略，提高建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的水平，優(yōu)化地下輸電工程的結(jié)構(gòu)，提高工程的質(zhì)量。
1、建筑信息模型技術(shù)簡述
建筑信息模型技術(shù)，也就是BIM技術(shù)，是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，實(shí)際上就是用三維數(shù)字對工程項(xiàng)目實(shí)體、設(shè)計(jì)和性能的'一種表達(dá)[1]。通過建立系統(tǒng)完整的信息模型，把項(xiàng)目工程的生命周期內(nèi)，每個階段的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、信息、資料進(jìn)行連接，從而完整的來表述工程項(xiàng)目。并且該模型會隨著項(xiàng)目進(jìn)展不斷的深化和改進(jìn)，有利于工程項(xiàng)目項(xiàng)目設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的更加合理、科學(xué)，有利于提高解決實(shí)際問題的效率，從而更好地保證工程項(xiàng)目的質(zhì)量。建筑信息模型技術(shù)，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比較，具有一定的優(yōu)勢和特點(diǎn)，如：信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等，這也是建筑信息模型技術(shù)廣泛被應(yīng)用的重要原因。
2、地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷和不足分析
在以往的地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，存在著一定的缺陷和不足[2]。地下輸電工程一般處于地下，工程項(xiàng)目的規(guī)模和空間跨度都很大，輸電系統(tǒng)中各個組成部分較為復(fù)雜，如，工作井的數(shù)量較大，地質(zhì)環(huán)境差異大，排管的布置也具有一定的差異性，荷載也會隨時(shí)發(fā)生變化等。應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，主要是先對地下輸電工程系統(tǒng)的具體功能進(jìn)行分析，然后對地下輸電工程結(jié)構(gòu)的外形和尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，再以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行建模計(jì)算，最后對施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于地下輸電工程處于發(fā)展之中，這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能很不好的滿足工程發(fā)展的實(shí)際需要，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了一定的問題。（1）地下輸電工程中，工作井?dāng)?shù)量相對較多，而且每個工作井的實(shí)際功能和具體的邊界條件具有很大的差異性，在工作井的外形和具體尺寸設(shè)計(jì)上，就需要區(qū)別對待，分別設(shè)計(jì)，繪制的圖紙數(shù)量加大，設(shè)計(jì)工作量也很大，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要利用相關(guān)軟件建立多個模型，這樣，建模和繪圖的所占用的時(shí)間非常多，工作效率非常低。（2）修改工作量大，較為困難。在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果相關(guān)某個數(shù)據(jù)發(fā)生變化，需要改動，那么模型計(jì)算和繪圖工作就要重新進(jìn)行，工作量非常大，修改不方便。（3）設(shè)計(jì)管理困難，計(jì)算結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。由于地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙和模型較多，而且具有一定的相似性，很容易發(fā)生數(shù)據(jù)混淆的情況，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。
3、建筑信息模型技術(shù)在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析
1.Revit與建筑信息模型技術(shù)結(jié)合建立參數(shù)化的工作井模型
在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用Revit系列軟件，利用建筑信息模型技術(shù)建立起具有一定參數(shù)信息的工作井模型。成為一個系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)庫[3]。并且根據(jù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)的具體情況，根據(jù)工作井的具體涉及要求，進(jìn)行修改，從而完成工作井模型設(shè)計(jì)。首先，工作井的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是外形尺寸，每個工作井的區(qū)別都集中在接口的大小和位置上，除了長寬高等結(jié)合數(shù)據(jù)上的不同以外，還有一些其他方面的差異性，如：防水等級等，都是應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)需要的具體參數(shù)，通過修改幾何參數(shù)建立工作井的模型，再與非幾何參數(shù)結(jié)合，建立一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族庫，要應(yīng)用結(jié)構(gòu)選項(xiàng)卡下的構(gòu)件，能夠掌握結(jié)構(gòu)分析時(shí)的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合實(shí)際需要，合理選擇具體的構(gòu)件后，再把相應(yīng)的材料、尺寸等具體的參數(shù)輸入到構(gòu)件屬性的面板中，再把這些參數(shù)通過接口傳輸?shù)絉obot中。然后合理放置構(gòu)件，根據(jù)具體的要求生成參數(shù)驅(qū)動模型。對于工作井來說，主要的構(gòu)件就是梁板等，要在墻上開洞口，把排管連接好，選定合適的構(gòu)件，對工作井的模型族庫進(jìn)行準(zhǔn)確組裝，然后在把所有類型的信息添加進(jìn)去，生成工作井模型庫。
2.把輸電工程結(jié)構(gòu)模型正確導(dǎo)入
Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要進(jìn)行檢查確認(rèn)無誤后，應(yīng)用相關(guān)接口，把模型的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入到Robot中，涉及到的主要信息參數(shù)有：計(jì)算后的結(jié)構(gòu)材料，尺寸信息，荷載等。導(dǎo)入完成后，要在Robot中對模型進(jìn)行及時(shí)更新。對于工作井的建筑信息模型中的各個信息，要保證Robot軟件能夠完全識別[4]。如果在檢查中，發(fā)現(xiàn)模型有不合適的地方或者不夠合理，要進(jìn)行及時(shí)修改，在發(fā)送到Revit中，還要及時(shí)查看發(fā)送報(bào)告，確認(rèn)信息數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有發(fā)生錯誤。
3.對輸電工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算
在應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)對輸電工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系著設(shè)計(jì)的質(zhì)量[5]。Robot就是用來計(jì)算的軟件，主要是采用有限元算法，對模型的進(jìn)行動態(tài)分析，彈塑性分析等，最后得出計(jì)算結(jié)果，并且應(yīng)用表格等把結(jié)果的數(shù)據(jù)輸送出去。在實(shí)際計(jì)算中，只需把Revit中已經(jīng)設(shè)置好的信息全部導(dǎo)入到Robot中，就可以直接對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，無需模型修改等，計(jì)算效率非常高，而且結(jié)果準(zhǔn)確。Robot在計(jì)算結(jié)構(gòu)時(shí)，會提供多種形式的網(wǎng)格控制方法，不僅能夠計(jì)算出內(nèi)力，還能夠針對不同的設(shè)計(jì)范圍和具體的參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算，如：混凝土結(jié)構(gòu)的配筋等，都可以準(zhǔn)確進(jìn)行計(jì)算。在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)模型的實(shí)際情況，合理選擇網(wǎng)格尺寸和控制方法，結(jié)合所有的參數(shù)信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算，保證計(jì)算結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確，從而提高地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性，有力的保證了工程的質(zhì)量。
4、結(jié)論
綜上所述，在地下輸電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)，是輸電工程發(fā)展的必然趨勢，也是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的具體表現(xiàn)。通過采用合理的應(yīng)用方法，打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的弊端，減少了工作量，提高了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，地下輸電工程的發(fā)展具有重要意義。
作者:胡能萍 汪欣 單位:江西省電力設(shè)計(jì)院
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