基于BIM技术与模拟退火算法的村镇轻钢框架结构智能设计方法

作     者：周婷 孙克肇 陈志华 刘红波 ZHOU Ting;SUN Kezhao;CHEN Zhihua;LIU Hongbo

作者机构：天津大学建筑学院天津300072 天津大学未来技术学院天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 

出 版 物：《土木与环境工程学报(中英文)》 (Journal of Civil and Environmental Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第1期

页      面：139-151页

学科分类：08[工学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFD1101005) 国家建筑工程技术研究中心开放基金(BSBE2022-13)。 

主　　题：村镇住宅 轻钢框架结构 智能设计 BIM技术 模拟退火算法 

摘      要：传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建模与智能优化两个环节。基于图层自动识别算法、光学字符识别技术、自适应分块算法提出村镇轻钢框架结构BIM智能建模方法,包括图层识别、轴文本数据提取、墙体轮廓提取等,智能建模结果基本满足实际工程要求。基于提出的两阶段模拟退火算法给出村镇轻钢框架结构的智能优化方法,优化速度较快,优化效果良好。通过实际工程案例对提出的智能设计方法进行验证,结果表明,提出的村镇轻钢框架结构智能设计方法具有可行性,与传统的人工设计方法相比,设计周期可缩短70%以上,材料用量、结构设计指标接近人工设计结果。