一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法技术

本发明专利技术涉及一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，包括以下步骤：设计标准模块化部件，建立标准模块化部件的数据库；获取所需建造建筑的建筑图纸；根据建筑图纸中的结构特征确定模数并选取对应的网格尺寸，并且从数据库中选取相对应模数的标准化部件搭建主体模型；设计非标准件对主体模型进行填充和完善；输出建筑整体模型及其辅助生产资料。与现有技术相比，本发明专利技术将制造要素提前纳入设计环节进行考量，避免了建筑设计与后续部品制造的脱节，减少了重复设计；标准模块化部件数据库可实现快速的二次设计，大幅提高设计效率；实现设计资料与生产资料之间的无缝对接，从而实现了设计与制造的同步标准化，最大限度的提高了设计与制造效率。

【技术实现步骤摘要】
一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法
本专利技术涉及装配式建筑领域，尤其是涉及一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法。
技术介绍
传统建筑生产方式是将设计与建造环节分开，设计环节仅从目标建筑体及结构的设计角度出发，而后将所需建材运送至目的地，进行露天施工，完工交底验收的方式。由于设计环节和建造环节互相之间缺乏联系，因此生产效率低下。装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等)，运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式建筑加强了设计环节和制造环节的联系，是一种利用了现代工业化的高效的建筑生产方式。同时，冷弯薄壁轻钢结构技术可以使设计快速对接生产，能达到所画即所产，能够被很好地应用于装配式建筑生产。如公开号为CN109408903A的中国申请，公开了一种基于BIM技术的装配式建筑设计方法。该方法通过BIM技术进行预先模拟施工，克服了装配式建筑生产过程中容易产生的结构件碰撞问题，提高了整体的施工效率。但是，现有的装配式建筑设计依然是从建筑造型入手，在空间设计确定后再进行预制部件的拆解与设计，这样做会导致基于项目的非标预制部件过多，无法实现最大程度的预制部件标准化，不利于产线效能和制造成本的最优化。同时，因为在做造型设计时没有考虑部件的制造要素，容易导致建筑设计与后续部品制造的脱节，会产生大量的重复设计和无用功。而本专利技术将制造的标准化要素提前纳入设计环节予以一并考虑，可以有效的解决上述问题，实现真正的面相向制造的装配式建筑设计。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，其包括以下步骤：S1、设计标准模块化部件，建立标准模块化部件的数据库；其中，每个标准模块化部件具有配套的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息；S2、获取所需建造建筑的建筑图纸；S3、根据建筑图纸中的结构特征确定模数并选取对应的网格尺寸，并且从数据库中选取相对应模数的标准化部件搭建主体模型；S4、设计非标准件对主体模型进行填充和完善，形成建筑整体模型；其中，非标准件具有配套的编码、生产预估时间和生产相关资料；S5、对所有标准模块化部件的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息，以及所有非标准件的编码、生产预估时间和生产相关资料进行统计整合，最终输出建筑整体模型及其辅助生产资料。进一步地，所述的步骤S1中，标准模块化部件的设计方法具体为：S11、根据冷弯薄壁轻钢结构承压要求、抗剪力学要求，以及干式围护板材原板尺寸要求，确定标准模块化部件的基本模数；S12、通过网格设计该标准模块化部件的各类连接节点结构，定义该标准模块化部件的基本尺寸，完成建模；所述的网格中以基本模数作为网格间距；S13、将该标准模块化部件根据其功能和尺寸进行归类编号；S14、对归类编号后的该标准模块化部件进行深化设计；S15、输出该标准模块化部件的生产相关资料；S16、对该标准模块化部件进行生产测试，得到该标准模块化部件的生产时间和人员配置；S17、将该标准模块化部件的编号、生产相关资料、生产时间和人员配置通过模型及配属的方式输入数据库。进一步地，所述的步骤S3具体包括：S31、解构建筑户型和尺寸，进行标准模块化部件整体规划和局部校正，完成模数网格尺寸的选取，并定义轴线位置；S32、在模数网格中插入数据库中具有相应模数的标准模块化部件，并且选取连接节点。进一步地，所述的步骤S4具体包括：S41、对主体模型中未能插入标准模块化部件的部分，根据生产、运输和施工要求进行非标准件的尺寸切分，并且进行非标准件的编码；S42、在完成尺寸切分的非标准件中插入数据库中的连接节点，并且对插入连接节点后的非标准件的结构龙骨进行定位设计；S43、输出非标准件的生产相关资料，并且预估生产时间。进一步地，所述的生产相关资料包括生产工序、生产工具和材料数据。进一步地，所述的数据库对接ERP系统和MES管理系统。进一步地，所述的步骤S5中，辅助生产资料包括标准模块化部件编号清单、非标准件的编码清单、所需材料统计和各个部件的预估完成时间。进一步地，所述的步骤S3中，模数表示标准模块化部件中的钢柱基本间隔尺寸。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术将建筑的设计环节和制造环节紧密结合，该设计方法不仅仅是简单地将设计蓝图转换为施工图，而是将制造要素提前纳入设计环节进行考量，从而实现了面向制造的建筑设计，在传统的建筑设计方法上实现了创新。本专利技术避免了建筑设计与后续部品制造的脱节，最大限度的减少了重复设计和无用功。2、本专利技术通过建立标准模块化部件数据库，在针对每一个具体的建筑进行设计时，可以直接调用，通过标准模块化部件的自由组合实现快速的二次设计，极大的提高了设计效率。3、本专利技术由于标准模块化部件设计已经提前集成了基于制造的生产资料数据，从而实现了设计资料与生产资料之间的无缝对接，设计方案完成的同时，可以同步完成主要建筑材料的物料清单，模块化部件制造所需的工艺要求以及工具、工装清单，从而在建筑设计与后续制造环节实现同步的标准化，最大限度的提高了设计与制造效率。4、本设计方法通过标准模块化部件和非标准件的结合重新设计建筑外形，最大程度减小了建筑结构受到标准模块化部件的限制，能够有效解决标准化与多样性之间的矛盾冲突。5、在设计过程中围绕模数和网格，将建筑的整体设计和标准模块化部件进行尺度上的统一，在建筑设计时可以从数据库中快速精确选择标准模块化部件，并把它精确插入正确位置，高效地设计建筑组装方案。6、本专利技术中的数据库对接ERP系统和MES管理系统，为建筑项目实施过程中排产及管理提供依据。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。图2为实施例中连接墙结构尺寸示意图。图3为实施例中标准模块墙编号示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供了一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，其包括以下步骤：步骤S1、设计标准模块化部件，建立标准模块化部件的数据库；其中，每个标准模块化部件具有配套的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息。标准模块化部件包括墙体、楼板、天花板、楼梯等。其设计方法具体为：步骤S11、根据冷弯薄壁轻钢结构(密勒结构)承压要求、抗剪力学要求，以及干式围护板材原板尺寸要求(考虑板材切割与损耗)，确定标准模块化部件的基本模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、设计标准模块化部件，建立标准模块化部件的数据库；/n其中，每个标准模块化部件具有配套的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息；/nS2、获取所需建造建筑的建筑图纸；/nS3、根据建筑图纸中的结构特征确定模数并选取对应的网格尺寸，并且从数据库中选取相对应模数的标准化部件搭建主体模型；/nS4、设计非标准件对主体模型进行填充和完善，形成建筑整体模型；/n其中，非标准件具有配套的编码、生产预估时间和生产相关资料；/nS5、对所有标准模块化部件的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息，以及所有非标准件的编码、生产预估时间和生产相关资料进行统计整合，最终输出建筑整体模型及其辅助生产资料。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设计标准模块化部件，建立标准模块化部件的数据库；
其中，每个标准模块化部件具有配套的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息；
S2、获取所需建造建筑的建筑图纸；
S3、根据建筑图纸中的结构特征确定模数并选取对应的网格尺寸，并且从数据库中选取相对应模数的标准化部件搭建主体模型；
S4、设计非标准件对主体模型进行填充和完善，形成建筑整体模型；
其中，非标准件具有配套的编码、生产预估时间和生产相关资料；
S5、对所有标准模块化部件的编号、生产相关资料、生产定额时间和人员配置信息，以及所有非标准件的编码、生产预估时间和生产相关资料进行统计整合，最终输出建筑整体模型及其辅助生产资料。


2.根据权利要求1所述的冷弯薄壁轻钢结构模块化的建筑设计方法，其特征在于，所述的步骤S1中，标准模块化部件的设计方法具体为：
S11、根据冷弯薄壁轻钢结构承压要求、抗剪力学要求，以及干式围护板材原板尺寸要求，确定标准模块化部件的基本模数；
S12、通过网格设计该标准模块化部件的各类连接节点结构，定义该标准模块化部件的基本尺寸，完成建模；所述的网格中以基本模数作为网格间距；
S13、将该标准模块化部件根据其功能和尺寸进行归类编号；
S14、对归类编号后的该标准模块化部件进行深化设计；
S15、输出该标准模块化部件的生产相关资料；
S16、对该标准模块化部件进行生产测试，得到该标准模块化部件的生产时间和人员配置；
S17、将该标准模块化部件的编号、生产相关资料、生产时间和人员配...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·迪森，谢晶晶，杨震，
申请(专利权)人：毅德建筑咨询上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31