模板支架体系衍生式设计方法技术

本发明专利技术涉及模板支架体系衍生式设计方法。1、确定模板支架体系的边界条件与计算步距；2、根据边界条件建立参数化模型；3、荷载与内力计算；4、结构应力与位移验算，输出计算结果，查看是否符合设计要求；5、对设计方案进行工程量统计；6、发布程序上传云端；7、利用云计算能力对符合边界条件范围内的各种组合情况进行计算，得到数以千计的设计方案；8、根据计算结果、工程量统计数据进行排序、比选得到最设计方案。本方法采用衍生式设计原理，根据设定的边界条件范围与步距的要求，编制程序构建模型，输出应力、位移和工程量统计结果，利用云计算能力，极大提高了设计效率、且最大幅度地降低了工程材料，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
模板支架体系衍生式设计方法
本专利技术涉及工程建设行业施工临时设施(主要包含建筑模板与支架体系)设计，具体涉及利用衍生式设计原理对模板支架体系进行设计与优化。
技术介绍
建筑模板支架体系是工程建设行业最为常用的施工临时设施，几乎在每个工程中都能用上。传统的模板支架设计方法一般先根据工程师个人经验，估计一个大致范围，选择2～3种方案进行验算比较，然后根据验算结果进行微调得到最终设计方案，用于指导施工。然而该方法得到的设计方案，其优劣性与工程师个人的经验有很大关系，且具有很大的随机性。即便是经验非常丰富的工程师，也很难确保其设计方案是否具备较大的优化空间。因此，存在工程材料大量浪费的现状。
技术实现思路
一种模板支架体系衍生式设计方法，需要根据模板支架体系的几何尺寸、结构受力、支撑体系的特点，将模板支架体系所含构件的所有几何参数进行参数化，给出起边界条件的最小值、最大值和变化步距，实现了模型建立、结构计算分析和工程量统计之间关联。编制好程序，发布至云端，在边界条件范围内，根据变化步距设置的要求进行计算与分析，从而生成数以千计的设计方案，最终对计算结果进行比对与筛选得到最优解。包含以下实施步骤：步骤1：确定模板支架体系的边界条件与计算步距；模板支架体系的边界条件参数包含：①结构几何外形尺寸；②模板面板的厚度；③支撑主次梁的截面尺寸参数、布置间距；④支架的截面尺寸参数、布置间距；步距是指边界条件参数由最小值变化到最大值的每一步的幅值；步骤2：根据边界条件建立参数化模型；首先由边界条件参数值确定坐标点，点生成线，再把相应线条按顺序连接形成闭合截面，再由截面通过拉伸或放样方式生成模型，由此生成的模型与边界条件参数形成一一对应关系，实现模型与边界条件参数值相关联；步骤3：荷载与内力计算；从模型中提取次梁布置间距、主梁布置间距和对拉螺栓布置间距3个参数分别作为模板计算跨度、次梁计算跨度和主梁计算跨度，实现模型与计算跨度的关联；步骤4：结构应力与位移验算；结构应力和位移验算满足《建筑施工模板安全技术规范》；步骤5：对设计方案进行工程量统计；步骤6：发布程序上传云端；在DynamoStudio中编制好程序，发布至Autodesk云服务平台；步骤7：利用云计算能力对符合边界条件范围内的各种参数按步距变化进行组合，不断衍生出数以千计的新设计方案和方案对应的模型、应力、位移和工程量统计结果；步骤8：对结构应力、位移验算和工程量统计3个结果数据进行排序、比选和分析得到最优设计方案，完成衍生式设计全过程。(1)本专利技术采用衍生式设计原理，生成数以千计设计方案，能够最大程度上得到最优设计方案，能够极大节约工程成本。(2)对模板支架体系所含构件的所有几何参数进行参数化，适用于不同几何尺寸临时设施设计，便于在其它工程中推广应用。(3)利用云端的计算能力，显著提高了计算效率。(4)计算程序实现了与模型建立、结构计算分析和工程量统计之间关联，筛选出最优设计方案后，可直接在Dynamo中得到最优设计方案的BIM模型，为后续出图、工程量计算、施工方案编制提供便利。附图说明图1是本专利技术的流程示意图。具体实施方式一种模板支架体系衍生式设计方法，需要根据模板支架体系的几何尺寸、结构受力、支撑体系的特点，将模板支架体系所含构件的所有几何参数进行参数化，给出起边界条件的最小值、最大值和变化步距，实现了模型建立、结构计算分析和工程量统计之间关联。编制好程序，发布至云端，在边界条件范围内，根据变化步距设置的要求进行计算与分析，从而生成数以千计的设计方案，最终对计算结果进行比对与筛选得到最优解。包含以下实施步骤：步骤1：确定模板支架体系的边界条件与计算步距。模板支架体系的边界条件参数包含：①结构几何外形尺寸如长、宽、高；②模板面板的厚度；③支撑主次梁的截面尺寸参数、布置间距；④支架的截面尺寸参数、布置间距。步距是指边界条件参数由最小值变化到最大值的每一步的幅值。边界的最大值、最小值以及步距宜设置适当，节约计算资源。示例：以桥梁承台木模板体系为例进行说明：承台模板体系包含模板面板、次梁、主梁、对拉螺栓，则边界条件参数包含模板面板厚度、次梁截面高度、次梁截面宽度、次梁布置间距、主梁截面高度、主梁截面宽度、主梁布置间距、对拉螺栓布置间距。边界条件和步距参数取值参考《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008相关规定。步骤2：根据边界条件建立参数化模型。首先由边界条件参数值确定坐标点，点生成线，再把相应线条按顺序连接形成闭合截面，再由截面通过拉伸或放样方式生成模型，由此生成的模型与边界条件参数形成一一对应关系，实现模型与边界条件参数值相关联。在边界范围内，通过调整参数值可使模型不断变化，生成新的模型。步骤3：荷载与内力计算。从模型中提取次梁布置间距、主梁布置间距和对拉螺栓布置间距3个参数分别作为模板计算跨度、次梁计算跨度和主梁计算跨度，实现模型与计算跨度的关联。荷载计算与组合满足《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第四章规定要求。模板、次梁与主梁内力简化为三跨连续梁进行计算。步骤4：结构应力与位移验算。结构应力与位移验算需要确定结构的截面尺寸参数，其中模板截面高度与模板面板厚度相关联，模板截面宽度取1；主梁和次梁截面高度与截面宽度与边界条件中的相应参数进行关联。结构应力和位移验算满足《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008第四章4.4节和第五章5.2节要求。步骤5：对设计方案进行工程量统计。分别对步骤2中模板、次梁、主梁、对拉螺栓模型的工程量进行统计，输出统计结果。步骤6：发布程序上传云端。根据1～5步的要求，在DynamoStudio中编制好程序，发布至Autodesk云服务平台。步骤7：利用云计算能力对符合边界条件范围内的各种参数按步距变化进行组合，不断衍生出数以千计的新设计方案和方案对应的模型、应力、位移和工程量统计结果。步骤8：对结构应力、位移验算和工程量统计3个结果数据进行排序、比选和分析得到最优设计方案，完成衍生式设计全过程。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模板支架体系衍生式设计方法，其特征在于，包含以下实施步骤：步骤1：确定模板支架体系的边界条件与计算步距；模板支架体系的边界条件参数包含：①结构几何外形尺寸；②模板面板的厚度；③支撑主次梁的截面尺寸参数、布置间距；④支架的截面尺寸参数、布置间距；步距是指边界条件参数由最小值变化到最大值的每一步的幅值；步骤2：根据边界条件建立参数化模型；首先由边界条件参数值确定坐标点，点生成线，再把相应线条按顺序连接形成闭合截面，再由截面通过拉伸或放样方式生成模型，由此生成的模型与边界条件参数形成一一对应关系，实现模型与边界条件参数值相关联；步骤3：荷载与内力计算；从模型中提取次梁布置间距、主梁布置间距和对拉螺栓布置间距3个参数分别作为模板计算跨度、次梁计算跨度和主梁计算跨度，实现模型与计算跨度的关联；步骤4：结构应力与位移验算；结构应力和位移验算满足《建筑施工模板安全技术规范》；步骤5：对设计方案进行工程量统计；步骤6：发布程序上传云端；在Dynamo Studio中编制好程序，发布至Autodesk云服务平台；步骤7：利用云计算能力对符合边界条件范围内的各种参数按步距变化进行组合，不断衍生出数以千计的新设计方案和方案对应的模型、应力、位移和工程量统计结果；步骤8：对结构应力、位移验算和工程量统计3个结果数据进行排序、比选和分析得到最优设计方案，完成衍生式设计全过程。...

【技术特征摘要】
1.模板支架体系衍生式设计方法，其特征在于，包含以下实施步骤：步骤1：确定模板支架体系的边界条件与计算步距；模板支架体系的边界条件参数包含：①结构几何外形尺寸；②模板面板的厚度；③支撑主次梁的截面尺寸参数、布置间距；④支架的截面尺寸参数、布置间距；步距是指边界条件参数由最小值变化到最大值的每一步的幅值；步骤2：根据边界条件建立参数化模型；首先由边界条件参数值确定坐标点，点生成线，再把相应线条按顺序连接形成闭合截面，再由截面通过拉伸或放样方式生成模型，由此生成的模型与边界条件参数形成一一对应关系，实现模型与边界条件参数值相关联；步骤3：荷载与内力计算；从模型中提取次梁布置间距、主梁布置间距和对拉螺栓布置间距3个参数分别作为模板计算跨度、次梁计算跨度和主梁计算跨度，实现模型与计算跨度的关联；步骤4：结构应力与位移验算；结构应力和位移验算满足《建筑...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶锦华，孙西濛，贾惠文，王利伟，张涛，徐晨光，李辉，张星钰，
申请(专利权)人：北京市政路桥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11