馬國(guó)棟 韓曉健

(南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇 南京 211816)

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)會(huì)產(chǎn)生不同類型的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以直觀地顯示結(jié)構(gòu)的安全狀態(tài)，為評(píng)判結(jié)構(gòu)的受力、變形、結(jié)構(gòu)的損傷程度以及預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)壽命提供依據(jù)。同時(shí)，健康監(jiān)測(cè)的結(jié)果也為結(jié)構(gòu)的維修養(yǎng)護(hù)、加固改造提供指導(dǎo)[1]。目前監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以數(shù)值和曲線形式表達(dá)，空間位置不直觀。因此需要提高監(jiān)測(cè)信息的可視化水平，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直觀易理解。將BIM技術(shù)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)信息化發(fā)展的一個(gè)重要研究方向[2]。

BIM是建筑信息模型(Building Information Modeling)的簡(jiǎn)稱，是一個(gè)通過建立三維模型，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)的過程，通過工程項(xiàng)目數(shù)字化模型的建立及使用，提高工程的整體施工和運(yùn)營(yíng)管理水平，其中心思想是整個(gè)工程全生命周期信息的交互和共享[3]。

BIM提供了面向建筑全生命周期信息信息交換和共享的平臺(tái)，BIM可視化、協(xié)調(diào)性和模擬性等特點(diǎn)可以高效地進(jìn)行模型信息和建筑信息的集成。

本文利用BIM的建模軟件Revit和管理軟件Navisworks，將監(jiān)測(cè)信息集成到模型上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的可視化，從而使得對(duì)監(jiān)測(cè)信息更直觀的理解，提高了監(jiān)測(cè)信息可視化水平。

1 管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

房屋安全監(jiān)測(cè)信息在BIM平臺(tái)下管理的實(shí)現(xiàn)，需要房屋模型和監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫兩大模塊。首先要建立房屋三維模型，使用Revit建立房屋和傳感器模型，然后將其導(dǎo)出為nwc標(biāo)準(zhǔn)文件，再將其導(dǎo)入到Navisworks管理軟件中(見圖1)。

房屋模型建立后，利用Microsoft Access建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫建立的依據(jù)為房屋模型中傳感器的屬性，數(shù)據(jù)庫通過Navisworks進(jìn)行開發(fā)管理。數(shù)據(jù)庫建立完畢后，傳感器數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，從而把數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測(cè)信息轉(zhuǎn)化為房屋模型的信息，達(dá)到從房屋模型中點(diǎn)擊傳感器可直接查看監(jiān)測(cè)信息的目的。

2 某房屋安全監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的搭建

2.1 房屋安全監(jiān)測(cè)信息的確定

由于人為或地基問題，結(jié)構(gòu)年久失修，承載力下降，外部荷載力出現(xiàn)變化，容易導(dǎo)致房屋的傾斜和沉降。 在房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)中，傾斜指標(biāo)是鑒定房屋安全等級(jí)的一個(gè)重要指標(biāo)。結(jié)構(gòu)的傾斜變形是導(dǎo)致樓房失穩(wěn)倒塌的主要特征，一旦變形傾斜，內(nèi)部應(yīng)力會(huì)迅速變化，局部承重結(jié)構(gòu)斷裂失效后會(huì)連帶其他部分迅速坍塌，需要重點(diǎn)監(jiān)控。

2.2 房屋安全監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫的建立

數(shù)據(jù)庫的建立需要考慮到房屋模型的具體情況，以確保數(shù)據(jù)庫中的監(jiān)測(cè)信息能夠和房屋模型中的傳感器相對(duì)應(yīng)。

房屋模型的傳感器具有唯一性，傳感器的屬性是保證信息相對(duì)應(yīng)的基本條件。在房屋模型導(dǎo)入Navisworks軟件后，可通過點(diǎn)擊傳感器屬性的按鈕查看傳感器的屬性，選擇單個(gè)傳感器的唯一屬性。房屋模型是Revit直接導(dǎo)入Navisworks軟件中的模型,直接采用項(xiàng)目選項(xiàng)卡下的GUID值。GUID(全局唯一標(biāo)識(shí)符)，通過唯一性的編號(hào)關(guān)聯(lián)到模型中的傳感器上(見圖2)。

根據(jù)房屋模型中存在的傳感器與實(shí)際工程中決定采用的傳感器進(jìn)行對(duì)應(yīng)，確定所需要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，建立房屋安全監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫[4](見圖3)。

數(shù)據(jù)庫包含了監(jiān)測(cè)的信息：地點(diǎn)，X軸傾角，Y軸傾角，溫度信息(見圖4)。

2.3 監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫與BIM模型鏈接

1)打開Navisworks軟件下的DataTools命令，然后再新建DataTools鏈接。2)根據(jù)數(shù)據(jù)源選擇ODBC驅(qū)動(dòng)程序，然后再選擇Microsoft Access Driver驅(qū)動(dòng)程序。3)配置ODBC驅(qū)動(dòng)程序。4)指定要查詢數(shù)據(jù)庫中的表。5)輸入SQL語句。SQL語句的作用是把數(shù)據(jù)庫的傳感器信息與BIM模型的圖元一一對(duì)應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)BIM模型和數(shù)據(jù)庫鏈接的關(guān)鍵。6)選擇傳感器要顯示的屬性信息。

3 某房屋安全監(jiān)測(cè)信息在BIM管理平臺(tái)使用效果

管理平臺(tái)主要在管養(yǎng)階段提供監(jiān)測(cè)信息的可視化查詢，確定傳感器的位置，在房屋模型中直接點(diǎn)擊選擇傳感器，監(jiān)測(cè)信息就會(huì)即時(shí)顯示、一目了然(見圖5，圖6)。

通過外置數(shù)據(jù)庫與房屋模型的鏈接，工作人員可通過管理平臺(tái)快速對(duì)傳感器進(jìn)行信息查詢，信息會(huì)立刻顯示傳感器的監(jiān)測(cè)信息，為房屋安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)維提供有效的幫助。

4 結(jié)語

本文研究了BIM技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)信息的管理，通過分析結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)，確定了結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。根據(jù)信息化的要求，將房屋安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的房屋模型、傳感器的布置和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示；通過某房屋的監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)了房屋模型信息和監(jiān)測(cè)信息的可視化，使得監(jiān)測(cè)信息達(dá)到直觀易理解的效果。