基于FEA与BIM的建筑施工监测方法及监测预警系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115758552A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211633063.1G08B21/18(2006.01)(22)申请日2022.12.19G06F119/14(2020.01)(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市金鸡路1号(72)发明人程峰黄志焯黄治华杨彦鑫杨柏杨德欢吴迪陈爱军(74)专利代理机构北京博尔赫知识产权代理事务所(普通合伙)16045专利代理师于武江(51)Int.Cl.G06F30/13(2020.01)G06F30/23(2006.01)G06T17/20(2006.01)G08B31/00(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称基于FEA与BIM的建筑施工监测方法及监测预警系统(57)摘要本发明公开了一种基于FEA与BIM的建筑施工监测方法及监测预警系统，涉及建筑工程施工过程监测技术领域，建立一体化BIM三维模块，建立建筑基坑模型、建筑基础模型和上部结构模型共同作用的有限元模块并进行模拟计算，确定监测点位置，在监测点位置处实时布设传感器；建立监测数据库，将传感器监测到的数据传输至监测数据库；通过BIM二次开发建立数据接口，将监测数据库中的数据通过数据接口整合到一体化BIM三维模块中形成BIM集成模块；在BIM集成模块的基础上开发监测预警模块。监测预警系统将基坑、基础与上部结构工程的监测数据实时上传至数据库，实现建筑工程从地基基础到上部结构的施工全过程的一体化监测。CN115758552ACN115758552A权利要求书1/2页1.一种基于FEA与BIM的建筑施工监测方法，其特征在于，具体步骤包括：S1：建立一体化BIM三维模块，所述一体化BIM三维模块包括数字地质模型、建筑基坑模型、建筑基础模型和上部结构模型；S2：建立建筑基坑模型、建筑基础模型和上部结构模型共同作用的有限元模块并进行模拟计算，确定应力、应变处关键节点；S3：根据所述关键节点，确定监测点位置，在所述监测点位置处实时的布设传感器；S4：建立监测数据库，将所述传感器监测到的数据传输至所述监测数据库；S5：通过BIM二次开发建立数据接口，将监测数据库中的数据通过所述数据接口整合到一体化BIM三维模块中形成BIM集成模块；S6：在所述BIM集成模块的基础上开发监测预警模块，对监测数据进行分析与处理。2.根据权利要求1所述的一种基于FEA与BIM的建筑施工监测方法，其特征在于，S1中，采用BIM技术结合地质勘查数据建立数字地质模块，依据建筑设计图纸，在数字地质模块的基础之上建立地质、基坑、基础、上部结构的一体化BIM三维模块。3.根据权利要求1所述的一种基于FEA与BIM的建筑施工监测方法，其特征在于，所述传感器包括位移传感器、地下水位传感器和应力‑应变传感器，将所述位移传感器、所述地下水位传感器、所述应力‑应变传感器分别连接至无线发射盒，通过5G技术将监测到的数据高速传输至监测数据库，所述监测数据库包含实时监测数据与历史监测数据。4.根据权利要求1所述的一种基于FEA与BIM的建筑施工监测方法，其特征在于，S6中，所述对监测数据进行分析与处理，包括：当数据超过设置的阈值区间或有破坏的变化趋势时发出警报，并在BIM集成模块显示该监测点的坐标位置及数据信息。5.一种基于FEA与BIM的建筑施工监测预警系统，其特征在于，包括：一体化BIM三维模块，用于对建筑基坑、建筑基础和上部结构的三维可视化；有限元模块，用于对建筑基坑模型、建筑基础模型和上部结构模型进行数值模拟计算，确定应力、应变处关键节点；监测点坐标模块，用于根据所述关键节点确定监测点坐标的位置，并布设传感器；传感器模块，用于实时监测建筑基坑、建筑基础和上部结构施工过程中的数据，并将数据传输至监测数据库；监测数据库，用于接收传感器模块监测到的数据并储存；数据接口，用于对所述监测数据库中的数据进行传输；BIM集成模块，用于获取监测点位置及对应的监测数据信息；监测预警模块，用于对监测数据进行分析与处理。6.根据权利要求5所述的一种基于FEA与BIM的建筑施工监测预警系统，其特征在于，所述一体化BIM三维模块采用BIM技术结合地质勘查数据建立数字地质模型，依据建筑设计图纸，在所述数字地质模型的基础之上建立地质、基坑、基础、上部结构的一体化BIM三维模块。7.根据权利要求5所述的一种基于FEA与BIM的建筑施工监测预警系统，其特征在于，所述传感器模块包括位移传感器、地下水位传感器和应力‑应变传感器，将所述位移传感器、所述地下水位传感器、所述应力‑应变传感器分别连接至无线发射盒，通过5G技术将监测到的数据高速传输至监测数据库，所述监测数据库包含实时监测数据与历