CN105701282A - 一种多管组安装框架及其基于bim的预制施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多管组安装框架，包括两根平行的底部纵梁，底部纵梁之间安设有若干垂直于底部纵梁的横担，在横担上安设有多层用于固定管道的管道抱箍和管道卡架；横担的两端固定连接有立柱，与同一横担连接的两根立柱顶端通过顶部横梁相连；顶部横梁固定在两根顶部纵梁之间；管道抱箍固定在横担上，管道卡架安设在管道抱箍的上部。本发明还提供了一种上述安装框架基于BIM的预制施工方法。本发明采用BIM技术自动集成和提取数据，对所述安装框架进行优化设计，保证了设计的准确性，同时也实现多管组安装框架的模块化和标准化预制施工，将多管组安装框架的设计、生产和施工三者统一管理，降低了施工难度，提高了施工效率，降低了工程造价。

Description

一种多管组安装框架及其基于BIM的预制施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种多管组安装框架及其基于BIM的预制施工方法。

背景技术

在室内建筑给排水系统、暖通水系统、消防系统施工中，当多个系统的管道都集中布置在某一区域时，通常会由于管线过于密集，不便于施工，设置一种多管组安装框架是一种比较好的管道安装方法。然而，现有技术中，关于多管组的支架要么稳定性差；结构复杂，吊装困难，施工成本高。同时，随着建筑行业的发展，利用BIM技术进行工厂化生产、模块化的预制和安装能够保证生产的连续性，生产部件的标准化，使机电安装向高效、节能、环保、平行设计、平行施工的产业化模式转变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构稳定、施工效率高的多管组安装框架及其基于BIM的预制施工方法。

本发明采用的技术方案是：一种多管组安装框架，包括两根平行的底部纵梁，底部纵梁之间安设有若干垂直于底部纵梁的横担，在横担上安设有多层用于固定管道的管道抱箍和管道卡架；横担的两端固定连接有立柱，与同一横担连接的两根立柱顶端通过顶部横梁相连；顶部横梁固定在两根顶部纵梁之间。

按上述方案，所述管道抱箍固定在横担上，所述管道卡架安设在管道抱箍的上部。

本发明还采用了一种如上所述安装框架基于BIM的预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据安装区域对可进行组合安装的各系统管组进行分段处理，建立所述安装框架的三维模型；

步骤二、合理布置各管组中管道的空间位置，对三维模型进行优化处理；

步骤三、将用于制造所述安装框架各构件的材料其相关参数输入BIM，构建数据库；

步骤四、在三维模型内自动对各管组的管道自动拼装，综合现场施工条件分析所述安装框架各构件剖面的受力情况；

步骤五、调取数据库，根据受力情况对所述安装框架各构件进行选型、设计，完善各构件；

步骤六、自动输出预制加工料表及所述安装框架各构件的多角度三维视图，并在车间内对各构件进行预制加工；

步骤七、依据三维模型中的设计参数对所述安装框架各构件检查核实、预拼装，运至施工现场；

步骤八、在现场按照安装区域分块分类存放，在施工现场根据三维模型放线定位，复核所述安装框架的结构及各构件的尺寸；

步骤九、基于三维模型图纸对所述安装框架定位吊装。

按上述方案，在步骤二中，合理布置各管组中管道的空间位置的具体过程为：先从三维模型中提取将各管组中管道的横截面，将其放入已划分多个矩形网格的直角坐标系内，计算各管道所在网格的位置参数，使各管道位于最佳位置；然后将各管组中管道的位置信息提取并输入三维模型中。

按上述方案，在步骤五中，三维模型中所述安装框架各构件的几何参数可调。

按上述方案，在步骤六中，所述框架各构件的多角度三维视图与预制加工料表通过三维模型一体输出。

按上述方案，在步骤六中，所述安装框架各构件的加工均为模块化加工，各构件可相互连接固定。

按上述方案，在步骤七中，预拼装后，通过三维模型输出RFID的方式对所述安装框架各构件进行编码，编码后再运至施工现场。

本发明的有益效果是：1）本安装框架可实现多系统管组在三维空间内的组合安装，结构合理，稳定性好，管道组合安装后美观；2）采用BIM技术自动集成和提取数据，对所述安装框架进行优化设计，保证了设计的准确性，同时也实现多管组安装框架的模块化和标准化预制施工，将多管组安装框架的设计、生产和施工三者统一管理，降低了施工难度，提高了施工效率，降低了工程造价。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本实施例中各管道所在网格的位置参数示意图。

其中：1、顶部横梁；2、顶部纵梁；3、立柱；4、横担；5、给排水管道；6、通风管道；7、管道卡架；8、管道抱箍；9、底部纵梁。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。

如图1所示的一种多管组安装框架，包括两根平行的底部纵梁9，底部纵梁9之间安设有若干垂直于底部纵梁9的横担4，在横担4上安设有多层用于固定管道的管道抱箍8和管道卡架7（管道抱箍8和管道卡架7的层数根据管组中管道的种类和数量确定，管道抱箍8和管道卡架7的结构和尺寸根据各系统管组的管道结构来进行设计）；横担4的两端固定连接有立柱3，与同一横担4连接的两根立柱4顶端通过顶部横梁1相连；顶部横梁1固定在两根顶部纵梁2之间。

本实施例中，所述安装框架用于通风系统管组和排水系统管组在某一区域内的并行多层安装；所述多管道空间框架有四根横担4，各横担4上的管道卡箍和管道卡架的结构和布置均相同。排水系统管组中各排水管道5结构尺寸相同，截面为圆形；排水管道5依次穿过四根横担4上相同位置的管道抱箍8，管道抱箍8均匀间隔安设在横担上4，位于第一层。通风系统管组中各通风管道6的结构和尺寸也均相同，截面为矩形；通风管道6依次穿过四根横担4上同一位置的管道卡架7，管道卡架7均匀间隔安装在管道抱箍8上，位于第二层。

施工前，先综合机电暖通系统、给排水系统、电气系统等各系统管组的图纸或模型，根据安装区域确定可进行组合安装的管组，再对各管组进行分段处理（各管组中的管道分段组合安装，一般依据管道长度4米或6米一段进行划分管组，不足部分根据现场情况另行组织施工）选择最佳的分段方案，最后对分段后的多管组进行多管组空间框架的预制施工。以下以排水系统管组和通风系统管组进行组合安装为例。

一种如上所述安装框架基于BIM的预制施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据安装区域对排水系统管组和通风系统管组进行分段处理，建立所述安装框架的三维模型。

步骤二、合理布置各管组中管道的空间位置：先从三维模型中提取管组中各管道的横截面，以所提取出的个管道横截面建立相对直角坐标系，将各管道横截面放入已划分多个矩形网格的直角坐标系内，各管道所处矩形网格的位置参数(给定矩形顶点top，矩形左侧点left，矩形长边w，矩形宽边h，矩形右侧点right)，通过计算各管道所在矩形网格的位置参数（top,left,w,h）,即将矩形网格按left升序排列，遍历升序后的矩形网格，如果当前已遍历到第i个矩形，满足条件的矩形网格的left必须要大于第i个矩形网格的right+xgap（xgap为常量，表示管道与管道之间x方向的距离限制，如果两个管道之间的距离大于xgap，那么就在两个管道中间插入一个节点），寻找第i个后与right+xgap相交的right值最大的矩形网格；如果找到了相应的矩形网格，则从该矩形网格的索引处继续遍历；如果没找到相应矩形网格，则寻找第i个后left>right+xgap的矩形网格，找到后，则从该矩形网格的索引处继续遍历，将找的矩形网格和第i个矩形网格的x轴中点加入到x关键点集合；计算y方向的关键点集合，同上述X方向一样，只是变换一下坐标。x,y方向的关键点集合可以组合成一个新的网格，该网格由与x轴，y周平行的若干条线段组成；由于立柱一般是通长的，故只要去除部分与x方向平行的线段即可，去除的条件为：如果该线段的上方网格中不包含任何管道，则去除；最后组成若干个网格，该划分为一个合理的划分方案，使两个管组中各管道位于最佳位置，此时各管道截面所在网格对应所述安装框架的管道抱箍8和管道卡架7的截面位置；将各管道的位置信息提取并输入三维模型中，对三维模型进行优化处理。

步骤三、将用于制造所述安装框架各构件的材料其型号规格、物理特性等参数输入BIM，形成参数化的数据库。

步骤四、在三维模型内自动对两个管组的各管道自动拼装，综合现场施工条件分析所述安装框架各构件剖面的受力情况。

步骤五、调取数据库，根据受力情况对所述安装框架各构件进行选型、设计，完善各构件；在三维模型中，所述安装框架各构件的几何参数（长度、宽度及高度）是可调的。

步骤六、通过三维模型自动整体输出预制加工料表及所述安装框架各构件的多角度三维视图，并在车间内对所述安装框架各构件进行预制加工；各构件的加工均为模块化加工，各构件可相互连接固定。

步骤七、依据三维模型中的设计参数对所述安装框架各构件检查核实、预拼装，确保产品的合格，且符合现场施工要求；通过三维模型输出RFID的方式对合格的所述安装框架各构件进行编码（编码信息包括各构件编号、安装楼层、安装区域、出厂日期等），编码后运至施工现场。

步骤八、在现场按照安装区域分块分类存放，并根据三维模型放线定位，复核所述安装框架的结构及各构件的尺寸。

步骤九、基于三维模型图纸对所述安装框架的定位吊装。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多管组安装框架，其特征在于，包括两根平行的底部纵梁，底部纵梁之间安设有若干垂直于底部纵梁的横担，在横担上安设有多层用于固定管道的管道抱箍和管道卡架；横担的两端固定连接有立柱，与同一横担连接的两根立柱顶端通过顶部横梁相连；顶部横梁固定在两根顶部纵梁之间。

2.如权利要求1所述的一种多管组安装框架，其特征在于，所述管道抱箍固定在横担上，所述管道卡架安设在管道抱箍的上部。

3.权利要求1或2所述安装框架基于BIM的预制施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据安装区域对可进行组合安装的各系统管组进行分段处理，建立所述安装框架的三维模型；

步骤二、合理布置各管组中管道的空间位置，对三维模型进行优化处理；

步骤三、将用于制造所述安装框架各构件的材料其相关参数输入BIM，构建数据库；

步骤四、在三维模型内自动对各管组的管道自动拼装，综合现场施工条件分析所述安装框架各构件剖面的受力情况；

步骤五、调取数据库，根据受力情况对所述安装框架各构件进行选型、设计，完善各构件；

步骤六、自动输出预制加工料表及所述安装框架各构件的多角度三维视图，并在车间内对各构件进行预制加工；

步骤七、依据三维模型中的设计参数对所述安装框架各构件检查核实、预拼装，运至施工现场；

步骤八、在现场按照安装区域分块分类存放，在施工现场根据三维模型放线定位，复核所述安装框架的结构及各构件的尺寸；

步骤九、基于三维模型图纸对所述安装框架定位吊装。

4.如权利要求3所述的预制施工方法，其特征在于，在步骤二中，合理布置各管组中管道的空间位置的具体过程为：先从三维模型中提取将各管组中管道的横截面，将其放入已划分多个矩形网格的直角坐标系内，计算各管道所在网格的位置参数，使各管道位于最佳位置；然后将各管组中管道的位置信息提取并输入三维模型中。

5.如权利要求3所述的预制施工方法，其特征在于，在步骤五中，三维模型中所述安装框架各构件的几何参数可调。

6.如权利要求3所述的预制施工方法，其特征在于，在步骤六中，所述框架各构件的多角度三维视图与预制加工料表通过三维模型一体输出。

7.如权利要求3所述的预制施工方法，其特征在于，在步骤六中，所述安装框架各构件的加工均为模块化加工，各构件可相互连接固定。

8.如权利要求3所述的预制施工方法，其特征在于，在步骤七中，预拼装后，通过三维模型输出RFID的方式对所述安装框架各构件进行编码，编码后再运至施工现场。