【摘 要】
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在桥梁工程中,钢筋用量大、造价高,是影响工程成本的重要因素。但是,传统的路桥钢筋工程普遍存在钢筋原材利用率低、钢筋下料方案制定困难、浪费严重等现象。随着近几年建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术在国内的兴起与推广,结合以算据、算法、算力为支撑的智能技术,能有效提高国内建筑业的信息化与智能化发展水平。本文旨在将BIM技术与智能优化算法相结合,使用Re
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在桥梁工程中,钢筋用量大、造价高,是影响工程成本的重要因素。但是,传统的路桥钢筋工程普遍存在钢筋原材利用率低、钢筋下料方案制定困难、浪费严重等现象。随着近几年建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术在国内的兴起与推广,结合以算据、算法、算力为支撑的智能技术,能有效提高国内建筑业的信息化与智能化发展水平。本文旨在将BIM技术与智能优化算法相结合,使用Revit+Dynamo的建模平台完成桥梁主体结构及钢筋模型的参数化创建,在钢筋模型储存与钢筋加工下料有关的参数,建立参数间的逻辑公式实现钢筋下料长度的自动计算。再通过Dynamo与Revit的数据交互功能,编写程序将钢筋下料信息直接导出至Excel,方便后续钢筋下料优化的计算。另一方面,利用改进的遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对钢筋下料问题进行深入研究,使用Matlab编写算法程序。主要将展开以下研究:(1)研究BIM技术在桥梁工程中参数化建模的基本思路及方法。以Revit+Dynamo为软件平台,通过控制多类型参数及模型中的数据关系,实现桥梁族的参数化构建及桥梁主体结构的参数化建模。(2)在创建桥梁主体结构的基础上,研究桥梁构件钢筋的可视化编程建模方法,根据不同构件不同类型钢筋的特点分别编写主筋、箍筋等的Dynamo配筋节点程序,参数化、批量化建立钢筋模型。(3)进行多长度规格且大规模的钢筋优化下料研究。通过建立更精准、高效的数学模型,构造一种染色体修正策略,提升遗传算法的局部搜索能力,提升算法的收敛速度和寻优能力。保证在提高钢筋原材利用率的前提下,优先使用库存余料钢筋,并做到需求钢筋满足等式约束。最后使用Matlab软件完成算法程序的编写及GUI操作界面的设计。(4)以工程案例为背景,研究基于BIM的钢筋优化下料方法。利用Revit参数化的特性,创建钢筋参数化族,将钢筋加工下料有关的参数内置于族,通过参数间的公式运算自动计算钢筋下料长度,通过Dynamo读取钢筋信息直接导出Excel表格,为钢筋优化下料提供数据准备。
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