基于BIM的高大模板扣件式支撑架变形监测方法和系统与流程

本发明涉及建筑信息化应用技术领域，尤其涉及一种基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测方法和系统。

背景技术：

在钢筋混凝土工程施工技术中，组成建筑结构的混凝土构件(梁、板、柱等)的浇筑成形均离不开模板，而模板只有遮挡功能和很小部分抗变形功能，要使模板有抗变形功能，还必须在模板外设置模板固定架，即模板支撑架或者模板支架，其是建筑施工中最不能缺少的部分。根据中华人民共和国住房和城乡建设部发布的《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的要求，并结合目前建筑结构形式大体量大跨度发展的趋势，这就导致工程施工中的超限梁板数量增加，高大模板支撑架体量随之增大，为工程施工的安全、质量带了更严峻的考验。高大模板支撑架在混凝土浇筑过程中和浇筑后一段时间内，由于受压可能发生一定的沉降和位移，如变化过大可能发生垮塌事故，为及时反映高大模板支模系统的变形情况，预防事故的发生，需要对支撑架进行沉降和位移监测。

对于模板支撑架，尤其高大模板支撑架，由于荷载大的特点导致其危险性大、安全性能要求高，其架体变形控制比普通支模架要求更严格。然而，传统施工技术对高大模板支模架的变形监测，通常采用现场实时监测人工记录数据，通过现场测量仪器进行测量并记录变形值，采用人工书面记录的方法，当次完成的测量内容及时对数据进行处理，正常情况下第二个工作日提交上一工作日的监测结果，当监测结果异常时，立即口头向项目部总工办汇报，随后提交书面报告进行技术处理。以上传统方法操作流程繁琐，书面记录流程人为因素较多，人为记录的变形值格式不具备规范性和统一性，数据展示不够直观，消耗核对分析时间较多，易出错，存在监测准确度和监测效率较低，监测成本较高的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测方法和系统，能够获取支撑架在施工各阶段的变形情况，并能给出超限值预警，从而大大提高监测效率和监测的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测方法，其包括：

根据高大模板扣件式支撑架专项施工方案，获取施工图纸数据；根据施工图纸数据建立目标建筑的bim模型；根据施工图纸数据建立目标建筑的bim模型；在目标建筑的bim模型中建立对应的支撑架模型；根据支撑架模型在目标建筑的bim模型中生成多个变形监测点；将现场测量仪器获取的支撑架变形监测数据输入bim模型中；根据支撑架变形监测数据和bim模型中的支撑架模型尺寸数据，生成变形预警信息。

优选的，所述高大模板支撑架是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kn/㎡，或集中线荷载大于20kn/m的模板支撑架。

优选的，所述方法包括：根据高大模板扣件式支撑架的实际结构尺寸范围以及相对应的建筑规范要求文件数据预先设置相应的变形监测点生成比率，并根据支撑架模型的类型设置支撑架不同部位处的监测点分布密度。

优选的，所述方法进一步包括通过人机交互接口输入根据专项施工方案确定的监测点和/或删除部分自动生成的监测点。

优选的，所述支撑架变形监测数据包括与bim模型中变形监测点一一对应位置处的各项结构件的变形值和支撑架沉降量。

优选的，所述方法包括：当支撑架变形监测数据中的一项或者多项的变形值大于或等于预设的第一预警阈值时，通过人机交互接口来进行预警信息提示；并且，当变形值大于或等于预设的第二预警阈值时，生成停止施工信息，并通过通信网络相关现场施工人员携带的接收终端发送停止施工信息；以及在变形值小于第二预警阈值时，生成恢复施工信息并发送给对应的终端。

优选的，所述方法包括：根据目标建筑和对应的bim模型规模进行支撑架变形数据统计，并根据各种工况过程的变形监测数据生成二维曲线图。

优选的，所述方法包括：根据人机交互接口的指令显示指定区域内支撑架模型监测点的动态和静态变形值和支撑架沉降量，包括显示相应的距离测量值、坐标和标高，并按照时间轴显示支撑架模型的动态变化过程，以及监测数据二维曲线图的动态变化过程。

基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测系统，其包括至少一个处理器，电源，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器和人机交互接口；

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行根据前述任一方法；所述人机交互接口包括显示器、键盘、鼠标，用于人机交互数据并显示预警信息；所述电源用于为监测系统提供电能；通信接口与处理器连接，用于发送预警信息、停止施工信息以及恢复施工信息。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

基于建筑信息模型(buildinginformationmodeling，bim)和定位监测实现对高大模板支撑架模型变形监测点自动布置，并结合现场实时反馈的监测值在电脑上直观地反映出支撑架在施工各阶段的变形情况，并能给出超限值预警，从而大大提高监测效率和监测的准确性，并能根据监测数据预测下一步工程施工时高大模板支撑架及其周边环境的安全，便于各级管理与技术人员对监测数据的管理与分析，进而能较迅速与准确的判定与反馈高大模板支撑架的安全状态，指导施工。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测方法的流程图。

图2是根据本发明一实施例的基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了根据本发明一实施例的基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤101：根据高大模板扣件式支撑架专项施工方案，获取施工图纸数据

其中，高大模板支撑架是指建设工程施工现场混凝土构件模板支撑高度超过8m，或搭设跨度超过18m，或施工总荷载大于15kn/㎡，或集中线荷载大于20kn/m的模板支撑架。

步骤102：根据施工图纸数据建立目标建筑的bim模型

具体地，可以采用bim建模软件autodeskrevit建立目标建筑的bim模型，例如，可以通过建模软件autodeskrevit中的precise.geometry函数来基于施工图和深化施工图建立精确的bim模型。

步骤103：在目标建筑的bim模型中建立对应的支撑架模型

例如，可以modular.frame函数来建立对应的支撑架模型。

步骤104：根据支撑架模型在目标建筑的bim模型中生成多个变形监测点

其中，可以根据高大模板扣件式支撑架的实际结构尺寸范围以及相对应的建筑规范要求文件数据预先设置相应的变形监测点生成比率，从而实现变形监测点在bim模型中的自动分布密度调整。进一步地，还可以根据支撑架模型的类型设置支撑架不同部位处的监测点分布密度，实现预定结构部分的重点监测。

在优选的实施例中，本步骤之后可以进一步包括监测点调整的步骤，具体地，可以通过人机交互接口输入根据专项施工方案确定的监测点和/或删除部分自动生成的监测点。

步骤105：将现场测量仪器获取的支撑架变形监测数据输入bim模型中

例如，可在施工现场设置变形测量仪器来获取支撑架上多个位置的变形数据。其中，支撑架变形监测数据包括与bim模型中变形监测点一一对应位置处的各项结构件的变形值和支撑架沉降量。而且，可以根据专项施工方案所确定的监测时间间隔要求，设置变形数据的获取间隔和输入间隔。

步骤106：根据支撑架变形监测数据和bim模型中的支撑架模型尺寸数据，生成变形预警信息

具体地，当支撑架变形监测数据中的一项或者多项的变形值大于或等于预设的第一预警阈值时，可以通过人机交互接口来进行预警信息提示。例如，在人机交互界面上显示告警列表、将支撑架模型与告警相关的部分显示为不同的颜色。并且，当变形值大于或等于预设的第二预警阈值时，生成停止施工信息，并通过通信网络相关现场施工人员携带的接收终端发送停止施工信息(例如，通过合成语音电话或者短信)。进一步地，可以在变形值小于第二预警阈值时，生成恢复施工信息并发送给对应的终端。

在优选的实施例中，上述实施例中的方法进一步包括，在通过电子显示设备展示bim模型时根据人机交互接口的指令实时显示相应监测点的几何参数和变形值。例如，可进行监测点数据的查询，比如鼠标触碰到某监测点时可显示该点的几何参数及各变形值等。

并且，可以根据目标建筑和对应的bim模型规模进行支撑架变形数据统计，并根据各种工况过程的变形监测数据生成二维曲线图，以通过电子显示设备展示。通过三维模型直观的表达出高大模板支撑架各监测点随施工工况变化的监测数据历时情况，体现了监测数据的时空效应。

进一步地，可以根据人机交互接口的指令显示指定区域内支撑架模型监测点的动态和静态变形值和支撑架沉降量，包括显示相应的距离测量值、坐标和标高，并按照时间轴显示支撑架模型的动态变化过程，以及监测数据二维曲线图的动态变化过程。

图2示出了根据本发明实施例的基于bim的高大模板扣件式支撑架变形监测系统310(例如具备程序执行功能的计算机服务器)，其包括至少一个处理器311，电源314，以及与所述至少一个处理器311通信连接的存储器312和人机交互接口313；所述存储器312存储有可被所述至少一个处理器311执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器311执行，以使所述至少一个处理器311能够执行前述任一实施例所公开的方法；所述人机交互接口313可以包括显示器、键盘、鼠标，用于人机交互数据并显示预警信息；电源314用于为监测系统310提供电能；通信接口315与处理器311连接，用于发送预警信息、停止施工信息以及恢复施工信息。

监测系统310进一步包括分别通过人机交互接口313与于处理器311连接的建筑建模模块316，用于根据施工图纸数据建立目标建筑的bim模型，并用于在目标建筑的bim模型中建立对应的支撑架模型；监测点布设模块317，用于根据支撑架模型在目标建筑的bim模型中生成多个变形监测点；监测数据统计模块318，用于根据支撑架变形监测数据和bim模型中的支撑架模型尺寸数据，生成变形预警信息。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。