地下輸電工程結構設計論文
【摘要】隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的水平的不斷提高，各項工程項目的建設數量也在不斷增加，其中地下輸電工程就是關(guān)系社會(huì )建設的重要工程，也是為社會(huì )生產(chǎn)、人們生活提供電力資源的保證。在社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，對地下輸電工程的要求也越來(lái)越高，特別是的結構設計，越來(lái)越受重視。建筑信息模型技術(shù)，應用范圍越來(lái)越廣，從建筑工程領(lǐng)域已經(jīng)逐漸擴展到地下輸電工程結構設計中，雖然應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)在地下輸電工程結構設計中的應用情況，進(jìn)行探討。
近年來(lái)，建筑信息模型技術(shù)發(fā)展迅速，并且在工程設計方面得到了廣泛的應用，取得了很好的效果，特別是在建筑工程領(lǐng)域，其應用已經(jīng)非常普遍，顯著(zhù)提高了工程設計的質(zhì)量和效率，而且有效的解決了各種設計問(wèn)題，對降低工程成本，提高工程質(zhì)量具有重要做作用。但是對于結構較為復雜，單體數量較多的工程項目來(lái)說(shuō)，如：地下輸電工程，建筑信息模型技術(shù)的應用還不是很成熟，應用的范圍和實(shí)際效果還不是很明顯，主要是因為工程復雜，工程規模大，建筑信息模型技術(shù)的數據信息很可能出現錯誤，不好掌控，再加上建模時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題突出。因此，在地下輸電工程這樣復雜的工程設計上應用建筑信息模型技術(shù)，還需要根據實(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)應用的水平，優(yōu)化地下輸電工程的結構，提高工程的質(zhì)量。
1、建筑信息模型技術(shù)簡(jiǎn)述
建筑信息模型技術(shù)，也就是BIM技術(shù)，是以三維數字技術(shù)為基礎，集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數據模型，實(shí)際上就是用三維數字對工程項目實(shí)體、設計和性能的'一種表達[1]。通過(guò)建立系統完整的信息模型，把項目工程的生命周期內，每個(gè)階段的各項數據、信息、資料進(jìn)行連接，從而完整的來(lái)表述工程項目。并且該模型會(huì )隨著(zhù)項目進(jìn)展不斷的深化和改進(jìn)，有利于工程項目項目設計設計的更加合理、科學(xué)，有利于提高解決實(shí)際問(wèn)題的效率，從而更好地保證工程項目的質(zhì)量。建筑信息模型技術(shù)，與傳統的技術(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)廣泛被應用的重要原因。
2、地下輸電工程結構設計的缺陷和不足分析
在以往的地下輸電工程結構設計中，主要采用傳統的設計方法，存在著(zhù)一定的缺陷和不足[2]。地下輸電工程一般處于地下，工程項目的規模和空間跨度都很大，輸電系統中各個(gè)組成部分較為復雜，如，工作井的數量較大，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(huì )隨時(shí)發(fā)生變化等。應用傳統設計方式，主要是先對地下輸電工程系統的具體功能進(jìn)行分析，然后對地下輸電工程結構的外形和尺寸進(jìn)行設計，再以設計圖紙為依據，利用結構設計軟件，進(jìn)行建模計算，最后對施工圖紙進(jìn)行設計。由于地下輸電工程處于發(fā)展之中，這種傳統的設計方式已經(jīng)不能很不好的滿(mǎn)足工程發(fā)展的實(shí)際需要，在結構設計中也出現了一定的問(wèn)題。（1）地下輸電工程中，工作井數量相對較多，而且每個(gè)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計上，就需要區別對待，分別設計，繪制的圖紙數量加大，設計工作量也很大，在對結構進(jìn)行計算時(shí)，需要利用相關(guān)軟件建立多個(gè)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。在地下輸電工程結構設計中，如果相關(guān)某個(gè)數據發(fā)生變化，需要改動(dòng)，那么模型計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）設計管理困難，計算結果缺乏準確性。由于地下輸電工程結構設計圖紙和模型較多，而且具有一定的相似性，很容易發(fā)生數據混淆的情況，導致計算結果的準確性降低。
3、建筑信息模型技術(shù)在地下輸電工程結構設計中的應用分析
1.Revit與建筑信息模型技術(shù)結合建立參數化的工作井模型
在地下輸電工程結構設計中，應用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信息的工作井模型。成為一個(gè)系統的信息數據庫[3]。并且根據工程結構設的具體情況，根據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計。首先，工作井的設計內容主要是外形尺寸，每個(gè)工作井的區別都集中在接口的大小和位置上，除了長(cháng)寬高等結合數據上的不同以外，還有一些其他方面的差異性，如：防水等級等，都是應用建筑信息模型技術(shù)需要的具體參數，通過(guò)修改幾何參數建立工作井的模型，再與非幾何參數結合，建立一個(gè)統一的數據庫。其次，要在Revit中建立建筑信息模型族庫，要應用結構選項卡下的構件，能夠掌握結構分析時(shí)的數據信息，結合實(shí)際需要，合理選擇具體的構件后，再把相應的材料、尺寸等具體的參數輸入到構件屬性的面板中，再把這些參數通過(guò)接口傳輸到Robot中。然后合理放置構件，根據具體的要求生成參數驅動(dòng)模型。對于工作井來(lái)說(shuō)，主要的構件就是梁板等，要在墻上開(kāi)洞口，把排管連接好，選定合適的構件，對工作井的模型族庫進(jìn)行準確組裝，然后在把所有類(lèi)型的信息添加進(jìn)去，生成工作井模型庫。
2.把輸電工程結構模型正確導入
Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后，要進(jìn)行檢查確認無(wú)誤后，應用相關(guān)接口，把模型的數據信息導入到Robot中，涉及到的主要信息參數有：計算后的結構材料，尺寸信息，荷載等。導入完成后，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(gè)信息，要保證Robot軟件能夠完全識別[4]。如果在檢查中，發(fā)現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)送報告，確認信息數據在傳輸過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生錯誤。
3.對輸電工程設計結構進(jìn)行準確計算
在應用建筑信息模型技術(shù)對輸電工程結構進(jìn)行設計時(shí)，需要對設計的結構進(jìn)行計算，結果準確與否，直接關(guān)系著(zhù)設計的質(zhì)量[5]。Robot就是用來(lái)計算的軟件，主要是采用有限元算法，對模型的進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，彈塑性分析等，最后得出計算結果，并且應用表格等把結果的數據輸送出去。在實(shí)際計算中，只需把Revit中已經(jīng)設置好的信息全部導入到Robot中，就可以直接對結構進(jìn)行計算，無(wú)需模型修改等，計算效率非常高，而且結果準確。Robot在計算結構時(shí)，會(huì )提供多種形式的網(wǎng)格控制方法，不僅能夠計算出內力，還能夠針對不同的設計范圍和具體的參數進(jìn)行結構的計算，如：混凝土結構的配筋等，都可以準確進(jìn)行計算。在地下輸電工程結構設計中，主要是根據模型的實(shí)際情況，合理選擇網(wǎng)格尺寸和控制方法，結合所有的參數信息進(jìn)行結構的計算，保證計算結果科學(xué)準確，從而提高地下輸電工程結構設計的規范性和準確性，有力的保證了工程的質(zhì)量。
4、結論
綜上所述，在地下輸電工程結構設計中，應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。通過(guò)采用合理的應用方法，打破傳統設計的弊端，減少了工作量，提高了設計的效率和質(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:江西省電力設計院
參考文獻
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