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基于数字孪生的预应力钢结构施工安全智能化分析方法

Intelligent Analysis Method for Prestressed Steel Structure Construction Safety Based on Digital Twin

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针对预应力钢结构施工过程中力学参数时变导致结构安全性能分析精度低的问题,提出了基于数字孪生的预应力钢结构施工安全智能化分析方法,结合轮辐式索桁架的结构和施工特点,总结了施工过程中结构安全性能的特征,引入了数字孪生的建模方法,并对数字孪生的构建与应用过程进行了详细描述.在此基础上,通过融合智能算法修正得到高保真性的孪生模型,并通过在模型中设置与现实施工过程相同的工况进行实时仿真,判别施工过程结构的力学性能变化情况,实现了高精度的结构安全性能分析.最后以轮辐式索桁架为研究对象,分析其施工过程的安全状态,在数字孪生的驱动下,分析拉索松弛度对结构安全性能的影响,找到了试验模型中关键拉索构件,验证了所提方法的有效性.结果表明:该研究方法融合了施工过程的时间、空间、应用等多个维度信息,实现了对结构的实时分析与科学预判,为提高结构施工的智能化控制水平提供了可靠的借鉴.

刘占省、史国梁、焦泽栋

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北京工业大学城市建设学部,北京 100124

北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124

数字孪生 智能驱动 预应力钢结构 施工过程 安全分析

国家重点研发计划科技冬奥专项

2018YFF0300300

2022

10.19815/j.jace.2021.07126

建筑科学与工程学报
长安大学 中国土木工程学会

建筑科学与工程学报

CSTPCD北大核心
影响因子：0.692
ISSN：1673-2049
年,卷(期)：2022.39(4)
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