一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法技术

本发明专利技术是一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法；包括建立以模型参数化为载体的基础数据文件库；建立基于BIM的桩基长度优化分析控制系统基于BIM的自动化桩基预判：1）数据处理模块；2）参数化编程模块；3）分析运算模块；4）模型复核模块：按照不同桩基类型复核桩基模型，并与设计文件进行比对，确保程序运行结果满足设计要求。本发明专利技术通过可视化编程手段，实现自动化分析计算桩基端部进入持力层的深度是否满足要求，提高工作效率，减少人工投入；提升了桩基的有效优化空间，增加配桩方案的可选择性及可控性，有效避免因桩长测算过于保守而造成成本浪费，为后期工程结算提供科学有效的数据支撑。数据支撑。数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法


[0001]本专利技术涉及建筑信息模型的搭建
，具体是一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法。

技术介绍

[0002]桩基优化是建筑施工过程中重要的一环。从传统桩基作业来看，技术员主要根据地勘资料中距离桩基最近的勘探孔布置图来计算桩长，可参考数据比较保守，精准度较低，人工反复计算耗时耗力。
[0003]现有技术中，一种桩基础长度优化方法，是通过将地质模型和桩基础合并到同一坐标系，调整模型中桩基础的长度，使其满足入岩深度并随着持力层的起伏而变化；申请号CN108804780A一种三维分析桩基持力层的方法，是通过三维建模后将任意桩图纸导入三维模型中进行比对优化；已公开技术方法主要涉及BIM三维建模技术在桩基长度优化方面应用，其目的是直观、快速地进行桩基相关参数的确认和桩基施工方法的选择，减少因桩长预估不准造成的浪费；但是在上述技术方法进行桩基优化过程中均为单桩或任意桩手动比对调整，以此达到优化桩长的目的，相对于传统方法虽然提升了桩长优化准确度，但是该技术方法仅适用于场地狭小或桩基数量较少项目，尤其是对于大型项目而言依然耗时耗力；另外在操作中专利CN113378257A一种桩基础长度优化方法涉及到其他交互软件，由其他软件处理的数据需要经过转换才能传递到Revit软件中，而且转换后的数据模型在Revit难以编辑。综上，桩基施工优化方法仍存在缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决在现有桩基优化技术过程中存在的人工复核效率低，模型传递数据兼容性低的问题，提供了一种桩长自动化运算、大批量桩基参数调整优化的方法，大大减少了人工复核工作量同时也兼顾了数据同源性，适用于各种地质条件下的设计、施工深化阶段。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的：一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法：包括步骤1、建立以模型参数化为载体的基础数据文件库，包括根据地质地形工程资料确定上下地质层间接触关系，建立目标曲面空间信息库，然后创建参数化桩基模型；步骤2、建立基于BIM的桩基长度优化分析控制系统，包括1）基于目标曲面空间信息库读取空间坐标信息，拾取至曲面生成模块自动生成目标曲面；2）将设计文件转入桩基定位识别模块，读取桩基所在图层，将桩基信息转换为程序内可识别的几何信息：坐标信息、桩径信息；3）创建桩基优化分析程序模块，进行桩基长度分析优化；4）选择预制的桩基族模型文件，进行大批量桩基模型自动布置；
5）桩基控制信息数据提取与反向构件赋值；步骤3、基于BIM的自动化桩基预判：1）数据处理模块，地质勘探数据及设计文件数据处理，形成有效的桩基控制边界信息数据库及预制桩基文件；2）参数化编程模块，对地质分层目标曲面进行参数化程序组编写，把地形目标曲面转换为程序可识别多边曲面模型；3）分析运算模块：开展桩基长度控制工具程序编制，并依据空间定位信息进行大批量桩基模型放置及构件信息提取与添加；4）模型复核模块：按照不同桩基类型复核桩基模型，并与设计文件进行比对，确保程序运行结果满足设计要求。
[0006]本专利技术所提出的基于BIM的桩基自动化预判及优化方法，其优势在于：1.通过可视化编程手段，实现自动化分析计算桩基端部进入持力层的深度是否满足要求，提高工作效率，减少人工投入；2.提升了桩基的有效优化空间，增加配桩方案的可选择性及可控性，有效避免因桩长测算过于保守而造成成本浪费，为后期工程结算提供科学有效的数据支撑；3.程序化数据提取、赋值方式更利于施工信息传递，提升项目精细化建造管理水平；4.设计参数与计算结果联动性强，即使设计条件发生较大变更，本系统模块能够快速完成分析运算；5.计算方法新颖、精度高、实用性强。
附图说明
[0007]图1为本专利技术所示方法的流程示意图。
[0008]图2为实施例工程地质剖面。
[0009]图3为实施例网格化地形曲面。
[0010]图4为实施例程序自动运行后的前后对比。
[0011]图5为实施例数据提取示意。
[0012]图6为实施例分析应用示意。
具体实施方式
[0013]以下通过具体实施例进一步说明本专利技术。
[0014]如图1～图6所示，以某机场项目为载体，实施本专利技术所提出的基于BIM的自动化桩基施工控制方法；包括步骤一：建立以模型参数化为载体的基础数据文件库，根据勘测数据，确定上下地质层间接触关系，建立目标曲面空间信息库创建参数化桩基模型，并设置参数，包括但不限于：预制桩号、预判桩长、实际桩长、预制日期、打桩日期、桩总锤击数、桩基贯入度等参数；步骤二：建立基于BIM的桩基长度优化分析控制系统，包括：（1）调用dynamo,读取目标曲面文件点文件，并且直接通过点创建目标地形（Topography）；
（2）筛选目标曲面点文件中最低点，获取最低点坐标Z轴分量Z1；（2）目标地形模型网格化（Mesh），获取目标地形模型的网格列表；（3）转换目标地形网格为多边形曲面（ToPolySurface）；（4）导入桩平面布置图，依据图层名称获取桩基图层内桩基外轮廓并依次获取桩号List0、定位（X，Y）List1、半径（Radius）信息List2、；（5）输入桩基顶标高Z2，并对List1内点重组形成空间点坐标（X,Y,Z）List3;（6）创建以List3内点为起点，方向为（0，0，
‑
1），长度为Z1的直线List4;（7）确保直线与目标地形曲面相交的状态下，求得交点List5并获取其Z轴分量Z3；（8）输入条件：入岩深度L1，重组List5点获取新的点List6,即：List6（X,Y,Z3+L1）;（9）创建以List3内点为起点，List6内点为终点的直线并获取直线长度List7，即为桩长；（10）选择桩基结构基础族类型，以List3内点为定位点，桩基顶部标高Z2为限定条件批量创建桩基模型引入List7数据流批量修改桩基族实例桩长；（11）引入List7桩长、List2桩径、List0桩号数据流批量修改桩基族实例桩长、桩径、桩号参数；（12）参数数据调用：依据使用场景可根据参数数据库，调用与构件相同参数数据流对构件参数进行赋值，修改构件实例参数；也可依据需要设置不同的运算分析条件并对结果进行归类导出Excel或CAD，包括但不限于：编号、标高、体积、配桩方案、剖面图纸等；步骤三：建立并运行基于BIM的自动化桩基预判控制系统，包括：1）数据处理模块，地质勘探数据及设计文件数据处理,形成有效的桩基控制边界信息数据库及预制桩基文件；2）参数化编程模块，对地质分层目标曲面进行参数化程序组编写，把地形目标曲面转换为程序可识别多边曲面模型；3）分析运算模块：开展桩基长度控制工具程序编制，并依据空间定位信息进行大批量桩基模型放置及构件信息提取与添加；4）模型复核模块：按照不同桩基类型复核桩基模型，并与设计文件进行比对，确保程序运行结果满足设计要求。
[0015]通过上述实施例可见，本专利技术分别提出了一种以模型参数化为载体的基础数据文件库建立、一种基于BIM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的桩基自动化预判及优化方法：其特征是：包括步骤1、建立以模型参数化为载体的基础数据文件库，包括根据地质地形工程资料确定上下地质层间接触关系，建立目标曲面空间信息库，然后创建参数化桩基模型；步骤2、建立基于BIM的桩基长度优化分析控制系统，包括1）基于目标曲面空间信息库读取空间坐标信息，拾取至曲面生成模块自动生成目标曲面；2）将设计文件转入桩基定位识别模块，读取桩基所在图层，将桩基信息转换为程序内可识别的几何信息：坐标信息、桩径信息；3）创建桩基优化分析程序模块，进行桩基长度分析优化；4）选择预制的桩基族模型文...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮江平，郭潇，邓江锋，刘思琬，
申请(专利权)人：上海宝冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：