东南大学第十七届结构创新竞赛

主题：智能结构创新

创新活动概况

改革措施

BIM组

创新活动概况一

结构创新竞赛暨南京邀请赛► 举办十六届 200多名土木类专业 3000名全校相关专业 南京

高校 重点中学

东南大学规模最大的实践类学科竞赛

东南大学大学生结构创新竞赛暨南京高校结构创新邀请赛

改革措施二

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略。

新工科建设

新兴产业专业

►人工智能

►智能制造

►机器人

►云计算

传统工科专业升级改造

►信息通讯+

►电子控制+

►软件设计+

►互联网+

结构竞赛的几点改革举措

革新主题：智能结构创新

增设组别：BIM竞赛组

拓展方向：模型展示组

期待跨学科、多专业协同创新，鼓励跨院系组队

加载组改革？

未来地下空间、身边小结构创新 等。。。

适应建筑业变革，装配化、信息化、智能化

人工智能（AI）

已成为当前最火热的前沿技术，下一个

时代就是人工智能的时代。

国务院印发了《新一代人工智能发展规

划》，提出面向2030年我国新一代人工

智能发展的指导思想与战略目标任务。

人工智能的时代已经到来。

人工智能

+

结构创新

= ？

超级球机器人 (Super Ball Bot) / NASA

易着陆、易移动、易修理

自适应悬臂桁架

无限刚度Infinite stiffness structures via active control

自适应模型系统的控制系统

采用NI CompactRIO cRIO-9024控制器、集成Xilinx Virtex-5 FPGA器件

提供丰富的可重配置I/O接口，是嵌入式实时类检测与控制应用的理想选择，外设

通信接口包括2个以太网接口、1个USB2.0接口和1个串口。

自适应张弦梁 成果源自国创计划：自适应索杆张力结构形态控制方法及模型试验研究（201610286032）

缆索检测机器人 成果源自国创计划：缆索检测机器人开发及其应用研究（1510286033）

智能材料：形状记忆合金

SMA Materials

机器人

无人机

自动驾驶

智能医疗

智能金融

智能教育

。。。 。。。

智能化

感知、控制、学习。。。

机械工程+结构创新

自动控制+结构创新

电子技术+结构创新

物联网+结构创新

。。。 。。。

智能化

感知、控制、学习。。。

？

BIM组赛题说明三

做功能好的项目

做没有错的项目

做没有意外的工作

做精细化的预算

做性能好的项目1

4

2

3

规划设计

施工

运维

几何信息

功能信息

物理信息

性能信息

BIM

BIM：是利用数字模型对建设工程进

行规划、设计、施工、运营的过程。

BIM是从美国的建筑业

发 展 起 来 ， 逐 渐 扩 展 到 欧

洲、日韩等发达国家。从应

用领域上看，国外已经将BIM

技 术 应 用 在 建 筑 工 程 的 设

计、施工以及建成后的维护

和管理阶段，相应的应用软

件已经日趋成熟，其应用价

值 和 应 用 潜 力 都 得 到 了 验

证。

任务 CAD（小时） BIM（小时） 节约小时数 节约时间

示意图设计 190 90 100 53%

设计开发 436 220 216 50%

施工文档制作 1023 815 208 20%

检查与协调 175 16 159 91%

总计： 1824 1141 686

佐治亚州萨凡纳的建筑与规划公司Lott + Barber 

Architects公司BIM应用前后对比

澳大利亚Tulalip度假酒店在项目过程中采用BIM技术，从

而加强了业主、建筑设计师、分包商

乃至现场技术人员之间的合作，使项

目信息请求减少了30%，剪力墙制作

效率提高了26%。同时，项目小组基

于BIM技术推行“边设计、边施工”

的快速通道方法，在设计文件完成

60%时即开始施工，短短22个月内即

实现项目交付，进度超前3个月。

伦敦奥运主体育场项目该 项 目 是 2012年 奥 运 会 主 体 育

场，功能众多，结构复杂，采用BIM技

术，将整个项目全过程中的各项数字

信息与三维电子信息相关联，形成了

整个数字信息库，并随着项目过程的

延续而延续，为项目的各项活动提供

了可靠的互相关联记录，通过BIM工具

高效的利用这些记录，达到了提高质

量、提高效率、降低成本的效果。

项目名称 项目典型特征 BIM 主要应用阶段 项目名称 项目典型特征 BIM 主要应

用阶段北京奥运会水

立方大型场馆、结构复杂 钢结构设计 上海世博会德

国国家馆

建筑造型和空间关系复杂，体量大，进度紧

深化设计阶段

万科金色里程 大量采用预制混凝土构件

3D�模型墙体设计，建筑综合设计

上海世博会奥地利国家馆

曲面形式多样、空间关系复杂，专业协调量大，进度紧

设计阶段

上海中心大厦 超高层建筑，各专业间协调量大

设计阶段，计划在全寿命周期推行BIM

上海世博会上汽通用企业馆

建筑造型和空间关系复杂，体量大，进度紧

辅助设计、建筑性能分析

天津港国际邮轮码头

异形、造型复杂，进度紧、安全要求高，涉及专业多

设计前期功能分析设计阶段异形设计

苏州星海生活广场工程

结构复杂、涉及工序多、立体交互作业多

深化设计，BIM�模拟流程施工

西溪会馆建筑群组合复杂、高低错落、角度考究

应用与方案设计 中央音乐学院音乐厅

内部空间关系变化繁复，精细化要求高

空间、结构设计、声学分析

三维协同设计是以三维数字技术为基础，以三维CAD设计软件为载体，不同专业人员组成的设计团队，为了实现或完成一个共同的设计目标或项目在一起开展工作，是一个知识共享和集成的过程，共同设计某一目标的专业人员能够共享数据、信息和知识。

可视化技术能够把科学数据，包括测量获得的数值、图像或是计算中涉及、产生的数字信息变为直观的、以图形图像信息表示的、随时间和空间变化的物理现象或物理量呈现在设计者面前，使他们能够观察、模拟和计算。该技术是BIM能够实现三维展现的前提。

数字化施工系统是指依

托建立数字化地理基础平台、

地理信息系统、遥感技术、工

地现场数据采集系统、工地现

场机械引导与控制系统、全球

定位系统等基础平台，整合工

地信息资源，突破时间、空间

的局限，而建立一个开放的信

息环境，以使工程建设项目的

各参与方更有效地进行实时

信息交流，利用BIM模型成

果进行数字化施工管理。

应用BIM整合现场——

BIM模型的虚拟建筑 + 实际的施工或管理现场 = 操

控现场施工

主要包括以下几个方面：

现场指导：BIM模型和3D施工图指导

现场跟踪：

激光扫描、GPS、移动通讯、RFID和互联网等技术

项目的BIM模型

保证施工期间不产生重大事故（火灾）

提供准确、直观的BIM数据库。

施工阶段

赛题公布时间：3月底或4月初

以下为基本要求（以最终赛题为准）

建筑方案：设计理念清晰、功能明确、美观适用

结构方案：结构受力合理、安全经济、体系新颖

创新要求：运用新体系、新技术、新材料、学科交叉

提交材料：方案本册合订本、展板（应体现核心设计理念与创新），可以提交展示模型

组队要求：3-5人，鼓励跨专业组队

竞赛形式：PPT现场答辩，鼓励视频制作

►首届全国大学生钢结构设计创新竞赛（2015）——“装配式高层钢结构住宅”

异形束柱钢结构住宅体系 一等奖1项、二等奖1项

高性能框架支撑钢结构住宅体系

►第八届全国土木专业本科生创新实践成果奖（2016）

BIM技术在装配式钢结构工程中的应用

二等奖

►第三届全国大学生钢结构设计创新竞赛（2017）——“城市人行天桥”

新月桥——双曲索撑空间桁架人行天桥 特等奖1项、一等奖1项

“新”火相传-“张弦式自平衡系杆拱”结构体系

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Tel: 15851818467Email: davidjingyu@gmail.com