一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法，包括以下步骤：一、根据建筑结构图纸设计顶模系统，以标准族库为基础建立顶模三维模型；二、将建立的三维模型导出为指定接口进行结构验算并根据结果调整；三、在顶模系统使用过程中分别进行自动配模设计并优化、设计并全过程模拟顶模与塔吊安装及拆除、顶模系统照明系统三维设计及运维、全面检查安全防护、系统油电路管线综合及塔吊与顶模系统爬升规划防碰撞设计。本发明专利技术提供的基于BIM的顶模综合设计方法，使得顶模系统各项设计更加可视化、精确化，从直观层面发现顶模设计过程中存在的问题并及时调整，提高了工作效率，减少不必要的损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑领域，尤其涉及一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法。
技术介绍
目前，顶模系统作为一种新型的模架体系在各大超高层施工过程中得到了较为广泛的运用，其安全、高效、环保的特点在实际施工过程中得到了完美的体现。有关于顶模系统及相关配套设施的设计、深度优化、安装、顶升及拆除等方案及实施过程需要极为精细的过程把控，由于其体量庞大，错误的设计或安装流程会导致成本的急剧增加，且影响工程进度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法，包括以下步骤：1）根据已完成的顶模系统项目建筑结构图纸，采用顶模构件族库中建立的标准顶模构件根据工程项目需求设计建立顶模三维模型；所述顶模构件族库包括的标准顶模构件为贝雷片、立柱、挂架立杆、翻板、模板；2）导出模型文件，利用数据转化接口将模型文件类型转换为可供有限元软件分析的文件类型，然后进行结构可靠性验算，查验顶模各构件受力是否满足国家标准及行业标准要求，若不满足则根据计算结果调整顶模结构构件的尺寸，每次调整后重新进行结构可靠性验算，直至满足要求；再导出加工指导文件辅助指导构件生产；3）根据步骤2）获得的三维模型中建立铝模标准板族库，进行铝模板的自动化配模设计并实时优化，导出配模图及铝模板用量统计表；4）建立塔吊族库，明确塔吊型号及性能，以塔吊为基础进行吊装堆场的合理布置，全过程模拟顶模与塔吊吊装安装及拆除，导出该全过程的荷载工况及塔吊模型文件，进行施工阶段验算；5）明确设计使用的灯具规格，三维模拟整个顶模系统各位置照度，根据现有相关规范要求检查所用灯具是否满足要求，如果照度达不到要求，则调整灯具位置、数量、型号后重新进行模拟再次检验，直至符合规范要求；6）通过REVIT第三人漫游的方式检查顶模安全防护是否存在漏洞；若发现问题，及时对顶模设计模型进行调整修改；7）利用REVIT软件对顶模系统中的油路及电路管线设计进行碰撞检查及优化，检查是否存在可能导致施工阶段造成成本损失及延误施工工期的错误设计，检查是否可进一步优化顶模空间，检查是否便于设备使用及维修，根据实际情况对设计进行优化、整改利用三维模型进行顶模系统管线综合优化；8）根据上述步骤已建立好的三维模型，根据工期、技术等要求设计出塔吊与顶模系统爬升规划，进行动态碰撞检查，检查塔吊、顶模系统、预埋件及钢结构等是否会在爬升过程中产生碰撞冲突影响主体结构施工，并根据检查进行结构调整优化爬升工况，获得最后的设计方案。按上述方案，所述步骤6）中检查内容包括平台侧防护、挂架侧防护和箱梁防护。本专利技术产生的有益效果是：1、本专利技术方法能对顶模设计全过程进行可视化精细管理；2、本专利技术方法能快速实现优化顶模系统配模设计方案，并进行对比取舍，提高工作效率；3、通过本专利技术方法能实时了解顶模系统各部位工作状态及可能存在的问题并及时发现解决；4、通过本专利技术方法能立体化解决塔吊安装、爬升及拆除方案优化问题，方便快捷。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术实施例的流程图；图2是本专利技术实施例的顶模需要组成构件图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，该基于BIM的顶模综合设计及应用方法包括如下步骤。（1）设计顶模结构、建立族库及BIM模型根据建筑主体结构特点，以满足施工安全和主体结构施工要求为前提，对顶模系统进行设计；建立顶模系统中标准构件族库，如图2所示，包括贝雷片、立柱、挂架立杆、翻板、模板、加强件和连接件等标准化构件，且按照相应标准进行命名，在后续设计工作中还可以不断完善新加入构件族库；利用REVIT中已经建立的顶模系统标准构件族库进行顶模系统三维模型建立，并对三维模型进行系统学习，熟悉顶模各子系统（支撑系统、动力系统、平台系统、挂架系统及安全防护系统）的相关详细尺寸及定位。（2）利用模型进行结构验算将完成的三维模型导出相应的MIDAS接口文件，将接口文件导入MIDAS GEN模块中，按实际工程情况考虑各种荷载工况组合，进行工程所需要的结构验算。输出计算结果，查验顶模各构件受力是否满足国家标准及行业标准要求，若不满足则根据计算结果调整顶模结构构件，进一步优化顶模系统结构并重新检查，直至满足要求。（3）自动配模设计并优化 根据步骤（1）中所建立标准化模板具体尺寸及项目三维模型进行铝模板的自动化配模设计，并从三维视角检查所配模板设计方案的缺陷和不足，及时改进最终达到最优配模设计方案。（4）全过程模拟顶模与塔吊安装及拆除建立塔吊模型，考虑吊装过程各项因素，进行现场吊装堆场的合理布置，尽量减少二次吊运提高吊装效率。建立塔吊族库，明确塔吊型号及性能，以塔吊位置为主要考虑因素进行吊装堆场的合理布置，全过程模拟吊装安装及拆除，导出该全过程的荷载工况及模型文件，进行施工阶段验算。（5）明确设计使用的灯具规格，三维模拟整个顶模系统各位置照度，根据现有相关规范要求检查所用灯具是否满足要求，如果照度达不到要求可调整灯具位置、数量、型号等重新进行模拟再次检验，直至符合规范要求。（6）利用REVIT第三人称漫游功能，设计漫游检查路线对顶模各个部位的安全防护进行全方位检查，确认设计符合安全要求，避免出现安全漏洞，检查内容包括平台侧防护、挂架侧防护、箱梁防护等。若发现问题，及时反馈给设计人员对顶模设计模型进行调整修改。（7）利用REVIT软件对顶模系统中的油路及电路管线设计进行碰撞检查及优化，检查是否存在可能导致施工阶段造成成本损失及延误施工工期的错误设计，检查是否可进一步优化顶模空间，检查是否便于设备使用及维修，根据实际情况对设计进行优化、整改。（8）根据已建立好的三维模型，根据工期、技术等要求设计出塔吊与顶模系统爬升规划，进行动态碰撞检查，检查塔吊、顶模系统、预埋件及钢结构等是否会在爬升过程中产生碰撞冲突影响主体结构施工，并根据检查结构调整优化爬升工况。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：1）根据已完成的顶模系统项目建筑结构图纸，采用顶模构件族库中建立的标准顶模构件根据工程项目需求设计建立顶模三维模型；所述顶模构件族库包括的标准顶模构件为贝雷片、立柱、挂架立杆、翻板、模板；2）导出模型文件，利用数据转化接口将模型文件类型转换为可供有限元软件分析的文件类型，然后进行结构可靠性验算，查验顶模各构件受力是否满足国家标准及行业标准要求，若不满足则根据计算结果调整顶模结构构件的尺寸，每次调整后重新进行结构可靠性验算，直至满足要求；再导出加工指导文件辅助指导构件生产；3）根据在步骤2）获得的三维模型中建立铝模标准板族库，进行铝模板的自动化配模设计并实时优化，导出配模图及铝模板用量统计表；4）建立塔吊族库，明确塔吊型号及性能，以塔吊为基础进行吊装堆场的合理布置，全过程模拟顶模与塔吊吊装安装及拆除，导出该全过程的荷载工况及模型文件，进行施工阶段验算；5）明确设计使用的灯具规格，三维模拟整个顶模系统各位置照度，根据现有相关规范要求检查所用灯具是否满足要求，如果照度达不到要求可调整灯具位置、数量、型号后重新进行模拟再次检验，直至符合规范要求；6）通过REVIT第三人漫游的方式检查顶模安全防护是否存在漏洞，检查内容包括平台侧防护、挂架侧防护和箱梁防护；若发现问题，及时对顶模设计模型进行调整修改；7）利用REVIT软件对顶模系统中的油路及电路管线设计进行碰撞检查及优化，检查是否存在可能导致施工阶段造成成本损失及延误施工工期的错误设计，检查是否可进一步优化顶模空间，检查是否便于设备使用及维修，根据实际情况对设计进行优化、整改利用三维模型进行顶模系统管线综合优化；8）根据上述步骤已建立好的三维模型，根据工期、技术等要求设计出塔吊与顶模系统爬升规划，进行动态碰撞检查，检查塔吊、顶模系统、预埋件及钢结构等是否会在爬升过程中产生碰撞冲突影响主体结构施工，并根据检查进行结构调整优化爬升工况，获得最后的设计方案。...

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的顶模综合设计及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：1）根据已完成的顶模系统项目建筑结构图纸，采用顶模构件族库中建立的标准顶模构件根据工程项目需求设计建立顶模三维模型；所述顶模构件族库包括的标准顶模构件为贝雷片、立柱、挂架立杆、翻板、模板；2）导出模型文件，利用数据转化接口将模型文件类型转换为可供有限元软件分析的文件类型，然后进行结构可靠性验算，查验顶模各构件受力是否满足国家标准及行业标准要求，若不满足则根据计算结果调整顶模结构构件的尺寸，每次调整后重新进行结构可靠性验算，直至满足要求；再导出加工指导文件辅助指导构件生产；3）根据在步骤2）获得的三维模型中建立铝模标准板族库，进行铝模板的自动化配模设计并实时优化，导出配模图及铝模板用量统计表；4）建立塔吊族库，明确塔吊型号及性能，以塔吊为基础进行吊装堆场的合理布置，全过程模拟顶模与塔吊吊装安装及拆除，导出该全过程的荷载工况及模型文件，进行施工阶段验算；5）明确设计使用的灯具规格，三维模拟整个顶模系统各位置照度，根据现有相关规范要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，王能林，汪小东，张欣，李娟，
申请(专利权)人：中建三局第一建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42