一种基于BIM的支撑架计算模型自动布置方法与流程

一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法
技术领域
1.本发明涉及施工设计技术领域，特别是一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法。


背景技术：

2.目前，针对临时支撑架的布置设计，通常会借助三维模型的方式来实现。现有对于结构计算模型的自动创建，通常采用开发有限元软件插件的方式实现，但有限元软件往往建模精度差，可调信息有限；而在支撑架这种构件众多，边界条件及内部约束设置繁琐的计算模型，往往只能取截面进行二维处理，尽管已对荷载参数取较大安全系数，仍有不能整体稳定性分析的缺点。
3.对于有限元软件插件开发，往往也伴随着计算模型结构类型单一，工作流程通用性差的问题，除了在计算软件中使用外，很难将模型信息应用于其他方面。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明旨在提供一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法。
5.本发明的目的采用以下技术方案来实现：
6.第一方面，本发明提出一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法，包括：
7.s1建立构筑物bim模型；
8.s2根据施工需要，在构筑物bim模型的基础上建立支撑架的基础地形；
9.s3将地形面作为支撑架的底边界，构筑物bim模型底面作为支撑架顶边界，地形边界作为支撑架立杆的布置边界；
10.s4在布置边界内建立支撑架最小间距网络，并自动读取对应网格点位构筑物bim模型在该处点z方向厚度，以z方向厚度作为支撑架立杆布置密度的初步依据；
11.s5提取支撑架立杆的布置参数；
12.s6根据布置参数进行立杆稳定性分析；
13.s7根据稳定性分析结果，分区域调整支撑架布置网格；
14.s8重复步骤s4-s7完成自动迭代布置结果；
15.s9导出支撑架模型结果。
16.优选的，步骤s1包括：通过revit软件建立构筑物bim模型。
17.优选的，步骤s4包括，通过dynamo工具建立支撑架最小间距网络，其中支撑架最小间距网络为0.3m
×
0.3m网络；在网格点z方向延伸出测量线，根据测量线测量各网格点z方向的厚度，并根据模型z方向厚度进行分区，作为支撑架立杆布置密度的初步依据。
18.优选的，步骤s3包括，将地形面作为盘口立杆的底边界，将构筑物结构底面的底板偏移作为盘扣立杆的顶边界。
19.优选的，步骤s5中，布置参数包括模板厚度，支撑架立杆的截面参数，支撑架立杆的间距，步距；
20.步骤s5包括：通过dynamo工具读取支撑架立杆的布置参数和定义的布置参数，自动生成支撑架线模型。
21.优选的，步骤s6包括，
22.基于dynamo工具生成支架线模型数据进行立杆稳定性分析，包括：
23.其中，根据立杆材料与截面、步距、间距、承重的参数，采用设定的公式完成立杆稳定性分析。。
24.优选的，步骤s7中，当立杆稳定性分析结果满足设定的要求，则跳转到步骤10，输出当前的支撑架线模型信息；当立杆稳定性分析结果不满足设定的要求，则跳转至步骤9，调整布置参数并重复步骤s4至s7完成新一轮的迭代分析。
25.优选的，步骤s9包括，根据输出的支撑架线模型信息由revit软件生成支撑架模型。
26.优选的，该方法还包括：根据导出的支撑架模型，进行bim模型与有限元软件数据交互。
27.第二方面，本发明还提出一种基于bim的支撑架计算模型自动布置系统，该系统用于实现如上述第一方面中任一种实施方式所述的一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法。
28.本发明的有益效果为：本发明基于bim技术，能充分利用bim模型的三维信息，在bim相关软件中建立与计算分析软件交换数据的手段，将有效减轻有限元计算分析中建模的困难，能大幅度提高临时结构计算精度与计算效率。
附图说明
29.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
30.图1为本发明实施例所示一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法的流程示意图；
31.图2为本发明实施例所示一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法的实施框图；
32.图3为本发明实施例所示一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法的实施示意图；
具体实施方式
33.结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
34.参见图1，其示出一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法，包括：本发明提出一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法，包括：
35.s1建立构筑物bim模型；
36.优选的，步骤s1包括：通过revit软件建立构筑物bim模型。
37.s2根据施工需要，在构筑物bim模型的基础上建立支撑架的基础地形；
38.s3将地形面作为支撑架的底边界，构筑物bim模型底面作为支撑架顶边界，地形边
界作为支撑架立杆的布置边界；
39.优选的，步骤s3包括，将地形面作为盘口立杆的下边界，将构筑物结构底面的底板偏移作为盘扣立杆的上边界。
40.s4在布置边界内建立支撑架最小间距网络，并自动读取对应网格点位构筑物bim模型在该处点z方向厚度，以z方向厚度作为支撑架立杆布置密度的初步依据；
41.优选的，步骤s4包括，通过dynamo工具建立支撑架最小间距网络，其中支撑架最小间距网络为0.3m
×
0.3m网络；在网格点z方向延伸出测量线，根据测量线测量各网格点z方向的厚度，并根据模型z方向厚度进行分区，作为支撑架立杆布置密度的初步依据。
42.一种场景中，最小间距网络根据调整的布置参数建立，将调整后的支撑架最小间距网络作为基础进行进一步的稳定性分析。
43.s5提取支撑架立杆的布置参数；
44.优选的，步骤s5中，布置参数包括模板厚度，支撑架立杆的截面参数，支撑架立杆的间距，步距等；
45.一种场景中，根据立杆间距和bim模型数据还可以由系统自动生成承重面积等。
46.步骤s5包括：通过dynamo工具读取支撑架立杆的布置参数和定义的布置参数，自动生成支撑架线模型。
47.根据预设的步距与建立最小间距网格(盘扣间距网格布置以0.3m为模数，最大1.2m)，由dynamo工具生成支架线模型数据，其中，可以选择通过dynamo工具导出或不导出形成交互文件。
48.其中，布置参数除了立杆密度外，还有立杆步距，步距是需要先预设的，盘扣架子步距以0.5m为模数；步骤s5根据最小间距网格与步距提取布置参数。
49.通过生成的线模型，能够体现出支撑架具体布置，并基于生成的线模型作为立杆稳定性分析的基础。
50.s6根据布置参数进行立杆稳定性分析；
51.优选的，步骤s6包括，基于dynamo工具生成支架线模型数据进行立杆稳定性分析。
52.其中，根据立杆材料与截面、步距、间距、承重等参数，根据设定的公式完成立杆稳定性分析。
53.通过首先对单根立杆进行稳定性分析，能够首先对支撑架不知所设计的立杆继续稳定性分析，排除立杆设计造成的稳定性隐患。
54.s7根据稳定性分析结果，分区域调整支撑架布置网格；
55.其中，在步骤s7中，根据稳定性分析结果，对s4中的支撑架最小间距网格继续分区域调整，进行支撑架最小间距网格的优化。
56.优选的，步骤s7中，当立杆稳定性分析结果满足设定的要求，则跳转到步骤10，输出当前的支撑架线模型信息；当立杆稳定性分析结果不满足设定的要求，则跳转至步骤9，调整布置参数并重复步骤s4至s7完成新一轮的迭代分析。
57.一种场景中，设置立杆稳定性分析有规范要求的，具体需满足：其中，n为立杆所受的压力，通过立杆间距确定立杆的受力范围，通过bim模型在立杆位置z方向上的厚度确定重量；φ为稳定性参数，通过长细比计算结果查表得出(长细比与立杆步距相关)；a是立杆截面积；[f]为立杆材料容许值。
[0058]
一种场景中，当立杆稳定性分析结果不满足设定的要求时，基于对支撑立杆的布置参数进行调整，其中调整的布置参数包括立杆间距、z方向上的厚度、立杆步距、立杆截面积等。
[0059]
s8重复步骤s4-s7完成自动迭代布置结果；s9导出支撑架模型结果。
[0060]
优选的，步骤s9包括，根据输出的支撑架线模型信息由revit软件生成支撑架模型。
[0061]
基于在基于构筑物bim模型的基础上建立的支撑架模型结果，生成并导出相应的dxf文件。
[0062]
其中，基于得到的dxf文件进一步导入到midas civil软件中进行整体稳定性分析。由midas civil软件对支撑架进行整体稳定性分析，通过对支撑架整体空间结构进行整体的稳定性计算，来最终确定支撑架的设置方案。其中，整体稳定性分析能够基于midas civil软件能自动完成。
[0063]
优选的，该方法还包括：根据导出的支撑架模型，进行bim模型与有限元软件数据交互。
[0064]
本发明上述实施方式，参见图2、图3，在已有revit模型的基础上，通过在盘扣布置边界内建立0.3m
×
0.3m网格，自动读取对应网格点位箱梁模型在该处点z方向厚度，以此作为盘扣支架立杆布置密度的初步依据；利用提取出的上下边界，限制盘扣立杆的布置范围；将分区的模型厚度转化为分区荷载，通过立杆稳定性初步判断支架布置参数，在编写dynamo文件时，分别将立杆、横杆、斜杆、主梁、次梁、模板等信息分类归组，并定义主控参数为可调整参数，以便后续结构迭代调整时调用与更改。
[0065]
在revit中导出dxf文件，不同的组(按不同属性)建立不同的dxf图层。在midas civil里导入dxf文件，注意长度单位，选择不交叉分割(模型单元分割在dynamo编程中已完成)，得到盘扣支模体系的线模型。用带图层的dxf模型导入，只需建立截面与材料，关联对应分组即可得到计算模型。
[0066]
通过dynamo编程工具与dxf数据文件，初步实现了revit与midas civil两个软件的联系。
[0067]
本发明通过bim模型提取构件信息；根据分区的模型厚度转化为分区荷载，通过立杆稳定性初步判断支架布置参数，进行支架布置间距判断；通过算结果多次迭代自动优化布置方式，自动进行初步计算与模型调整。能够基于bim技术，能充分利用bim模型的三维信息，在bim相关软件中建立与计算分析软件交换数据的手段，将有效减轻有限元计算分析中建模的困难，能大幅度提高临时结构计算精度与计算效率。
[0068]
本发明实施例还提出一种基于bim的支撑架计算模型自动布置系统，该系统用于实现如上述如图1所示的一种基于bim的支撑架计算模型自动布置方法，以及该方法中各步骤对应的具体实施例，本发明在此不重复叙述。
[0069]
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
[0070]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可
以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
[0071]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。