数字建筑中外脚手架构建方法、系统和介质技术方案

本发明专利技术公开了一种数字建筑中外脚手架构建方法，包括对外脚手架各种元素进行定义，确定数字分块；自动识别批量创建数字分块；对数字分块进行处理；自动编辑数字分块；对数字分块进行角部表达；自动检查数字分块。本发明专利技术将清单的项目特征项标准化管理，从而支持项目特征在发生变化时材料可以随着自动变化，避免重复操作，保证了项目特征与主材的一致性。

Construction method, system and medium of scaffold in digital architecture

【技术实现步骤摘要】
数字建筑中外脚手架构建方法、系统和介质
本专利技术属于工程建设领域和计算机软件领域，尤其涉及一种基于BIM技术以包含特定属性的分块的组合确定外脚手架方案设计的方法、系统和计算机可读存储介质。
技术介绍
当前的工程实践中，建筑空间造型日趋丰富灵活，许多施工单位在外脚手架方案设计过程中，遇到问题是：传统的基于二维平面轮廓及其高度定义的设计方法，难以适应灵活多变的施工现场构造表达的需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种基于分块的外脚手架分段的抽象表达，将外脚手架的设计模式扩展为三维单元的直观衔接，从而支持楼层平面轮廓转折凹凸多变，楼层高度错落多变的外脚手架方案设计场景。这可以帮助施工单位在外脚手架专项工程中，应用BIM技术提升设计速度、精细化方案推敲、提高设计方案的可实施性。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供了一种数字建筑中外脚手架构建方法，包括：步骤一、对外脚手架各种元素进行定义，确定数字分块；步骤二、对数字分块进行合并连接；步骤三、对数字分块进行角部表达；步骤四、自动识别批量创建数字分块；步骤五、自动编辑数字分块；步骤六、自动检查数字分块。优选的，上述步骤一具体包括以下步骤：步骤1.1、对外脚手架空间属性的抽象定义；步骤1.2、对外脚手架方案设计逻辑和美观需求的抽象表达；步骤1.3、对外脚手架搭设构造逻辑的抽象；步骤1.4、定义与外脚手架的架体类型相互关联。优选的，上述步骤1.1中的控件属性抽象定义包括但不限于架体排数、架体排距、分块底部标高、分块底部偏移、分块高度、分块顶部标高、分块顶部偏移；以及分块自身区分内轮廓、外轮廓，表达与建筑的相对方向关系。优选的，上述步骤1.2中支持一个外脚手架内包含不同架体排数、架体排距的分块；支持一个外脚手架内包含不同顶、底高度的分块，支持符合连接规则的多个分块合并后，再按外脚手架架体参数生成连、美观的立杆、水平杆、剪刀撑等构配件排布效果。优选的，上述步骤1.3中搭设构造逻辑包括有弧形分块，所述户型分块的属性参数包含不离散、单跨离散、多跨离散三种排布方式；以及拟合容差，控制与建筑外轮廓的距离范围，自动生成折线拟合曲线的排布效果。优选的，上述步骤1.4中架体类型包括但不限于扣件式外脚手架、盘扣式外脚手架选型。优选的，上述步骤二对数字分块进行合并连接需按照多个满足一定几何条件的分块连接规则进行合并，包含共面连接、成角连接两类连接规则。优选的，上述分块连接规则包括但不限于内轮廓连接规则、外轮廓连接规则和内外轮廓连接规则；上述内轮廓连接规则是指当2个分块的内轮廓有相同端点且外轮廓的方向相同时，产生内轮廓连接。排数不同的分块内轮廓连接时，按排数较小的分块，从内向外连接生成分块的角部；上述外轮廓连接规则是指当2个分块的外轮廓有相同端点且内轮廓的方向相同时，产生内轮廓连接。排数不同的分块外轮廓连接时，按排数较小的分块，从外向内连接生成分块的角部；上述内外轮廓连接是指当1个分块的内轮廓与另1个分块的外轮廓共线，且共线的长度区间有交集时，产生内外轮廓连接；所述内外轮廓连接只存在共面连接。优选的，上述步骤三是分块的连接规则的三维实体显示，按不同的分块连接关系，分块的角部表达矩形、四边形、五边形、三角形四种。优选的，上述步骤三是基于2个分块生成的子对象，随着分块属性以及连接状态变换而更新；默认2个高度不同的分块进行连接时，分块角部的高度随绝对高度较大的分块生成，或者切换分块角部高度的参考对象，设为绝对高度较小的分块。优选的，上述步骤三包含了对扣件式、盘扣式外脚手架体系在不同角度的二面角处，立杆、水平杆搭设逻辑的抽象；通过切换分块角部表达的类型，切换架体构配件的排布算法。优选的，上述步骤四包含基于建筑外轮廓识别算法的自动识别批量创建分块；识别创建多个分块时，自动生成分块之间的角部连接。优选的，上述外轮廓识别算法支持识别单个楼层的建筑外轮廓，也支持识别多个连续楼层的建筑外轮廓；轮廓处理包含以下、步骤：步骤4.1、噪声处理，即对较短的轮廓线段做合并简化；消除小的直角凹凸，让其保持垂直相交；步骤4.2、噪声后处理，即将当前步骤的轮廓向外偏移后获得一个临时轮廓A，再将A向内偏移同样的距离获得一个新的轮廓B，对B再次进行噪声处理；消除轮廓线段中等长度的直角凹凸，并让其保持垂直相交；步骤4.3、向下拉通对齐，即以下一楼层拉通对齐后的轮廓作为基础，在一个容差范围内，将上一层的轮廓向下对齐；其中连续楼层中最低的楼层，不需要与其他楼层拉通对齐。优选的，上述步骤四的分块创建方式，包含手动绘制分块；提供四种线型工具创建分块的定位线，即直线、起点-终点-半径弧、矩形、拾取线。优选的，上述定位线指的是使用分块的内轮廓，还是外轮廓所在的垂直平面相对于所绘制的路径或在绘图区域中指定的路径来定位分块。优选的，上述步骤五包括但不限于分块修角、分块延伸/修剪、分块打断。优选的，上述分块修角是指拾取2个分块创建分块角部，按拾取到的第1个分块的内、外轮廓类型，决定创建的分块角部是内轮廓连接，还是外轮廓连接。优选的，上述分块延伸/修剪是指根据被延伸/修剪分块的排数自动修正其长度，保证延伸/修剪后的分块之间不存在实体交错。优选的，上述分块打断是指预设打断间隔值为15mm，让打断的分块不再处于共面连接状态，并满足基于2个分块布置的立杆不会实体交错。优选的，上述步骤六包括但不限于分块交错检查、过小分块检查、分块偏移误差检查。优选的，上述分块交错检查是指当分块的与分块角部之外的分块实体有交集，则判断存在分块交错。优选的，上述过小分块检查是指不与其他分块存在连接关系的独立分块，当自身长度＜过短阈值则被判断为过小分块。优选的，上述分块偏移误差检查是指当2个分块的顶面、底面、端面有交集，且不存在连接关系时，会对这个分块进行偏移误差检查；其中，偏移误差包含：角度误差、距离误差；按一定容差范围，自动纠正存在偏移误差的分块，以外轮廓距离建筑结构边缘更远的分块为基准，进行批量对齐。一种数字建筑中外脚手架构建系统，包括：数字分块定义单元，用于对外脚手架各种元素进行定义，确定数字分块；数字分块合并连接单元，用于对数字分块进行合并连接；数字分块角部表达单元，用于对数字分块进行角部表达；数字分块创建单元，用于自动识别批量创建数字分块；数字分块编辑单元，用于自动编辑数字分块；数字分块自检单元，用于自动检查数字分块。优选的，上述数字分块定义单元包括：空间属性定义模块，用于对外脚手架空间属性的抽象定义；逻辑抽象表达模块，用于对外脚手架方案设计逻辑和美观需求的抽象表达；构造逻辑抽象模块，用于对外脚手架搭设构造逻辑的抽象；架体类型关联模块，用于定义与外脚手架的架体类型相互关联。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于所述方法包括：/n步骤一、对外脚手架各种元素进行定义，确定数字分块；/n步骤二、自动识别批量创建数字分块；/n步骤三、对数字分块进行处理；/n步骤四、自动编辑数字分块；/n步骤五、对数字分块进行角部表达；/n步骤六、自动检查数字分块。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于所述方法包括：
步骤一、对外脚手架各种元素进行定义，确定数字分块；
步骤二、自动识别批量创建数字分块；
步骤三、对数字分块进行处理；
步骤四、自动编辑数字分块；
步骤五、对数字分块进行角部表达；
步骤六、自动检查数字分块。


2.根据权利要求1所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：
步骤1.1、对外脚手架空间属性的抽象定义；
步骤1.2、对外脚手架方案设计逻辑和美观需求的抽象表达；
步骤1.3、对外脚手架搭设构造逻辑的抽象；
步骤1.4、定义与外脚手架的架体类型相互关联。


3.根据权利要求2所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤1.1中的控件属性抽象定义包括但不限于架体排数、架体排距、分块底部标高、分块底部偏移、分块高度、分块顶部标高、分块顶部偏移；
以及分块自身区分内轮廓、外轮廓，表达与建筑的相对方向关系。


4.根据权利要求2所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤1.2中支持一个外脚手架内包含不同架体排数、架体排距的分块；支持一个外脚手架内包含不同顶、底高度的分块，支持符合连接规则的多个分块合并后，再按外脚手架架体参数生成连、美观的立杆、水平杆、剪刀撑等构配件排布效果。


5.根据权利要求2所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤1.3中搭设构造逻辑包括有弧形分块，所述户型分块的属性参数包含不离散、单跨离散、多跨离散三种排布方式；以及拟合容差，控制与建筑外轮廓的距离范围，自动生成折线拟合曲线的排布效果。


6.根据权利要求2所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤1.4中架体类型包括但不限于扣件式外脚手架、盘扣式外脚手架选型。


7.根据权利要求1所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤三对数字分块进行处理需按照多个满足一定几何条件的分块连接规则进行合并，包含共面连接、成角连接两类连接规则。


8.根据权利要求7所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述分块连接规则包括但不限于内轮廓连接规则、外轮廓连接规则和内外轮廓连接规则；
所述内轮廓连接规则是指当2个分块的内轮廓有相同端点且外轮廓的方向相同时，产生内轮廓连接。排数不同的分块内轮廓连接时，按排数较小的分块，从内向外连接生成分块的角部；
所述外轮廓连接规则是指当2个分块的外轮廓有相同端点且内轮廓的方向相同时，产生内轮廓连接。排数不同的分块外轮廓连接时，按排数较小的分块，从外向内连接生成分块的角部；
所述内外轮廓连接是指当1个分块的内轮廓与另1个分块的外轮廓共线，且共线的长度区间有交集时，产生内外轮廓连接；所述内外轮廓连接只存在共面连接。


9.根据权利要求1所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤五是对分块的连接规则的三维实体显示，按不同的分块连接关系，分块的角部表达矩形、四边形、五边形、三角形四种。


10.根据权利要求1或9所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤五是基于2个分块生成的子对象，随着分块属性以及连接状态变换而更新；默认2个高度不同的分块进行连接时，分块角部的高度随绝对高度较大的分块生成，或者切换分块角部高度的参考对象，设为绝对高度较小的分块。


11.根据权利要求1或9或10所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤五包含了对扣件式、盘扣式外脚手架体系在不同角度的二面角处，立杆、水平杆搭设逻辑的抽象；通过切换分块角部表达的类型，切换架体构配件的排布算法。


12.根据权利要求1所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述步骤二包含基于建筑外轮廓识别算法的自动识别批量创建分块；识别创建多个分块时，自动生成分块之间的角部连接。


13.根据权利要求12所述的数字建筑中外脚手架构建方法，其特征在于，所述外轮廓识别算法支持识别单个楼层的建筑外轮廓，也支持识别多个连续楼层的建筑外轮廓；轮廓处理包含以下、步骤：
步骤2.1、噪声处理，即对较短的轮廓线段做合并简化；消除小的直角凹凸，让其保持垂直相交；
步骤2.2、噪声后处理，即将当前步骤的轮廓向外偏移后获得一个临时轮廓A，再将A向内偏移同样的距离获得一个新的轮廓B，对B再次进行噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋益清，李乾，方乐航，万祖勇，
申请(专利权)人：广联达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11