一种基于BIM的附着升降脚手架智能设计方法与流程

本发明涉及建筑工程设计技术领域，尤其涉及一种基于bim的附着升降脚手架智能设计方法。

背景技术：

建筑结构设计是指建筑承重构件(如柱、梁、墙、楼板等)的布置与计算，以及构件使用的材料、形状、大小及内部钢筋构造的工程图样的绘制工作，是承重构件以及其他受力构件施工的依据。现阶段常规的结构设计流程为：确定结构布置方案并在结构分析软件计算通过，根据计算结果在二维cad中绘制构件的布置、尺寸及配筋。目前这种基于cad的结构施工图设计方式存在不直观、错漏碰缺多、与其他专业协同性差等问题，二维图纸无法对施工进行精确指导，施工图信息与算量信息割裂，越来越难以适应新的行业工作模式。

建筑信息模型(buildinginformationmodeling)即bim技术，以其信息关联性、可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等诸多优势，越来越多的应用到了建筑工程的各阶段，它不仅提升行业效率，同时改变了传统的行业生产流程。基于bim结构设计，即整个项目在结构方案设计阶段和施工图设计阶段均采用bim技术，与其他专业可共用同一三维bim模型，密切协同，提高效率，提前发现问题，提前更精细地把控。

附着升降脚手架是指搭设一定高度并附着于工程结构上，依靠自身的升降设备和装置，可随工程结构逐层爬升或下降，具有防倾覆、防坠落装置的外脚手架；附着式升降脚手架设备是本世纪初快速发展起来的新型脚手架技术。

传统附着升降脚手架设计是在cad平面中对各构件进行绘制，然后手动算工程量，编制计算书及施工方案，工作量大，技术要求高，且容易出错。本发明基于bim的附着升降脚手架智能设计方案可以实现快速建模，能够根据cad施工图快速建立结构三维模型，根据用户输入参数一键式生成附着升降脚手架模型，能够进行剪力墙、梁、阳台、飘板、塔吊附墙等部位智能优化架体布置，满足经济性、安全性要求。

本发明所述基于bim的附着升降脚手架智能设计方案可根据实际情况布置导轨、立杆、网框、脚手板，并根据实际情况生成螺栓。使用者只需导入cad梁、墙结构平面图便可生成建筑结构模型，然后手动输入附着升降脚手架设计相关技术参数，软件便可智能设计，生成bim附着升降脚手架整体模型。架体基于项目外轮廓周长智能分段，每段可分别吊升，并且软件具有优先附着剪力墙功能，做到最大程度优化。另外，软件还提供了计算校核、智能计算及导出计算书三大功能，方便使用者及时发现不合理的设计参数，获取相关计算书，同时，能够智能生成各构配件工程量清单及项目平面图、立面图及剖面图，大大提高了设计效率和准确性。

技术实现要素：

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于bim的附着升降脚手架智能设计方法，该方法施工方便、经济高效、准确易用。

本发明的技术方案如下：

一种基于bim的附着升降脚手架智能设计方法，包括以下步骤：

步骤一、使用软件建立建筑各楼层结构三维模型；

步骤二、根据构件标准要求设置附着升降脚手架参数；

步骤三、设置好附着升降脚手架参数之后，通过设置的输入参数、软件算法以及规范设置规则生成附着升降脚手架平面布置构件，所述附着升降脚手架平面布置构件通过设计界面可根据实际需求进行修改与优化设计；

步骤四、布置完附着升降脚手架平面布置构件之后，可以快速生成附着升降脚手架三维架体模型，根据用户输入的参数、建筑各楼层结构模型中建筑轮廓以及布置完附着升降脚手架平面布置构件，能够直接生成三维架体模型，所述三维架体模型包括导轨、立杆、网框、脚手板，并根据实际情况生成螺栓等；

步骤五、根据用户输入的附着升降脚手架参数及生成附着升降脚手架三维架体模型生成计算书、施工图以及工程量清单。

所述步骤一是基于使用自动建模软件建立含梁板墙柱等实体构件的建筑三维模型。

所述步骤二中的所述构件标准要求是基于建筑施工工具式脚手架安全技术规范jgj202-2010标准以及厂家构件标准要求。

所述步骤二中的所述附着升降脚手架参数包括项目概况、附着升降脚手架布置参数、材料与型号参数、架体荷载等。所述项目概况为每个项目的信息，此信息在导出的施工方案中体现；所述附着升降脚手架布置参数包括附着升降脚手架立杆、导轨间距、附着升降脚手架架体步距、项目所需机位数等用于平面设计的参数；所述材料与型号参数包括立杆、导轨、网框、脚手板等构件的型号、材料强度、重量、截面特性等，用于导出计算书的计算输入；所述架体荷载包括使用工况、升降工况、坠落工况下的荷载标准值，以及风荷载取值，用于导出计算书的计算输入。

本发明技术方案具有智能优化布置功能，嵌入智能算法，能够识别建筑剪力墙、阳台、飘板，能够优先附着剪力墙，飘线处自动生成加高件，根据螺栓设置规范自动在节点处生成螺栓实体，根据外轮廓周长智能分提升段，根据建筑层高自动组合导轨构件，根据不同结构进行构件最优布置组合，优先采用标准件，将非标件降低到最少，在保证安全的情况下节省材料，同时提供手动布置及添加，极大地提高布置机动性。本发明技术方案设计输出包括架体平面施工图、剖面施工图、立面施工图、计算书、施工方案、材料工程量统计、精确到螺栓数目及型号。

本发明技术方案还具有以下优点：

(1)本发明技术方案可自动建立建筑各楼层结构模型，能够根据处理好的cad图纸快速建立bim建筑各楼层结构模型；

(2)通过本发明技术方案能够选择相应构件型号，自动生成构件截面特性、单重。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于bim的附着升降脚手架智能设计方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

图1是本发明基于bim的附着升降脚手架智能设计方法的流程图。

如图1所示，一种基于bim的附着升降脚手架智能设计方法，通过在bim构件属性中设置前处理条件以及受力构件的配筋面积信息，可以快速精准地建立bim结构模型，另外，本发明结构施工图采用国标平法表示，截面、配筋信息与bim构件属性、bim三维钢筋实体模型对应，可以双向联动修改。

1)结构模型建立。

使用自动建模软件建立含梁板墙柱等实体构件的建筑各楼层结构三维模型；

2)附着升降脚手架参数设置。

通过用户输入项目概况、附着升降脚手架布置参数、材料与型号参数、架体荷载等参数自动识别建筑模型，其中：所述项目概况为用户使用软件的每个项目的信息，此信息在导出的施工方案中体现；所述附着升降脚手架布置参数包括附着升降脚手架立杆、导轨间距、附着升降脚手架架体步距、项目所需机位数等用于平面设计的参数；所述材料与型号参数包括立杆、导轨、网框、脚手板等构件的型号、材料强度、重量、截面特性等，用于导出计算书的计算输入；所述架体荷载包括使用工况、升降工况、坠落工况下的荷载标准值，以及风荷载取值，用于导出计算书的计算输入。以上参数根据《建筑施工工具式脚手架安全技术规范》jgj202-2010标准及厂家构件标准要求设置。

3)附着升降脚手架智能设计。

设置好附着升降脚手架参数之后，可以快速一键式生成附着升降脚手架平面布置，通过设计界面可根据实际需求进行修改与优化设计。在智能设计界面中自动生成导轨、立杆、网框、脚手板及各构配件平面布置，所述附着升降脚手架平面布置构件通过设计界面可根据实际需求修改、优化设计。

4)附着升降脚手架模型生成。

布置完构件之后，可以快速生成附着升降脚手架设计模型，根据建筑轮廓，能够直接生成导轨、立杆、网框、脚手板，并根据实际情况生成螺栓等。

根据用户输入的参数、根据建筑各楼层结构模型中建筑轮廓和布置完的附着升降脚手架平面布置构件，软件自动根据开发者提前建立的bim三维模型构件族自行组装、并通过软件的组装规则生成三维架体模型，包含生成的导轨、立杆、网框、脚手板等构件，并根据实际情况生成螺栓。

5)生成计算书、平立剖面图及工程量。

根据用户输入的附着升降脚手架参数及生成的建筑和架体的三维模型自动导出计算书、架体平面施工图、剖面施工图、立面施工图、施工方案、材料工程量统计。

上述实施例方案具有智能优化布置功能，嵌入智能算法，能够识别建筑剪力墙、阳台、飘板，能够优先附着剪力墙，飘线处自动生成加高件，根据螺栓设置规范自动在节点处生成螺栓实体，根据外轮廓周长智能分提升段，根据建筑层高自动组合导轨构件，根据不同结构进行构件最优布置组合，优先采用标准件，将非标件降低到最少，在保证安全的情况下节省材料，同时提供手动布置及添加，极大地提高布置机动性。本发明技术方案设计输出包括架体平面图、剖面图、立面图、计算书、施工方案、材料工程量统计、精确到螺栓数目及型号。

上述实施例方案还具有以下优点：

(1)能够根据处理好的cad图纸快速建立bim建筑各楼层结构模型；

(2)通过本发明技术方案能够选择相应构件型号，自动生成构件截面特性、单重。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。