1、国内外研究现状:钢材以其高强、体积小、制造与安装方便等诸多优点,愈来愈广泛地用于建筑结构。但由于自然环境因素影响和外界有害介质侵蚀,钢材容易发生腐蚀,进而引起构件有效断面减小而导致承载力下降。另外,在反复荷载作用下,因裂缝扩展、损伤积累会引起疲劳破坏,因此钢结构的耐久性问题是工程界高度关注的一个问题。目前关于钢结构的耐久性研究主要集中在:1)保护膜破坏耐久性;2)大气腐蚀母材断面损伤耐久性;3)大气和应力联合作用下承载能力耐久性;4)疲劳累积损伤耐久性等四个方面,主要研究成果体现在设计时保护膜材料的优选、疲劳应力的验算,施工过程中质量控制,以及服役过程中剩余寿命的估算等方面,并相应地体现在各国
2、的规范或规程中。由于钢结构的耐久性问题贯穿钢结构工程的整个服役周期,设计、施工、使用等阶段相互关联相互影响,而现有的设计计算将上述三个阶段相互独立考虑,缺乏三阶段的信息沿袭和传递,无法从整体上对钢结构的耐久性进行合理的设计和评判。BIM(Building Information Model)技术是由美国于 30 年前提出的的一种将个建筑项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的建筑模型中,而且还包括施工进度、建造过程、维护管理等的过程信息的全新技术,并于2005年引入我国,目前正处于研究的起步阶段。由于BIM 技术创建的建筑信息模型在多个设计学科之间的协调,以及在整个建筑生命周期中(包括设计
3、、施工、设备、管理阶段)使用建筑信息方面,因此在处理钢结构的耐久性方面具有强大的优越性,但国内外关于这一方面的研究尚属于空白。国际发展趋势:BIM(建筑信息模型)技术,是信息技术应用于建筑业的必然产物。多年来国际学术界一直在对计算机辅助建筑设计中的信息建模进行积极的探索并获得了共识。在建筑设计中,基于 BIM 技术的应用系统所创建的虚拟建筑模型,包含了大量建筑材料和建筑构造、工艺等信息,包含了建造一个建筑所需要的所有组成部分。这个虚拟建筑模型是一个包含了建筑所有信息的综合数据库,不仅可以用于建筑设计,还可以用于结构设计、设备管理、工程量统计、成本计算、物业管理等,可以在整个建筑业中发挥作用,管
4、理建筑生命周期的全部信息。因此在建筑工程中有广阔的应用空间。而钢结构越来越广泛的应用,又使钢结构建筑中耐久性问题愈发突出,另一方面,耐久性在建筑服役周期中的相互关联性使得传统的研究方法无能为力,因此运用BIM技术对钢结构工程的耐久性进行研究已成为这一领域的热点问题。研究内容本研究将BIM技术应用于钢结构工程耐久性的设计计算中,力求建立借助信息的交流与共享,将目前已取得的关于钢结构耐久性方面的研究成果进行全面的整合,实现建筑工程中设计、施工、使用维护三个阶段耐久性问题的综合解决,建立基于BIM技术平台的耐久性设计计算以及寿命评估方法。本研究属于信息技术与土木工程相交叉的领域,具有广阔的工程背景和应用前景。创新点本研究的创新点体现在:1) 将信息技术引入土木工程领域,应用先进的BIM技术解决钢结构工程中愈来愈突出的耐久性问题;2) 改变传统的分阶段独立的耐久性设计计算方法,对这一问题进行整个生命周期的综合设计和评判。