CN110674548A - 基于bim的装配式建筑设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，包括以下步骤：根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。调用标准模具色块通过对预制构件的外轮廓节点自动生成对应的构件模具，提高模具的设计效率，降低模具的设计成本，以及提高模具的复用率。
Description
技术领域
本发明属于建筑设计技术领域，涉及基于BIM的装配式建筑设计方法及系统。
背景技术
装配式建筑与传统建筑的最大区别点在于房屋的建筑方式，传统建筑一般采用现浇方式。即以墙板为例，现场支模板，然后在模板形成空间内浇入流动混凝土，待混凝土凝固达到一定强度后，再拆模形成一面墙。现浇方式的缺点在于，现场湿作业很多，支模拆模工序麻烦，现场人工需求较大，管理混乱，浪费水，扬尘多，噪音大，工期较长，建筑质量不可控，现场的容易出现偷工减料或者因为经验和责任心欠缺，出现质量问题，例如防水、空鼓等。
装配式建筑，在设计与施工之间增加了制造环节，工厂按照设计部门的设计，制造各种所需的预制件，包括墙板、楼板、梁、柱、阳台、凸窗以及楼梯，然后运输至现场拼装，即设计—制造—装配。装配式建筑的好处在于，装配现场不需要或者很少用湿作业，预制件质量可控，由工厂工业化制作，人为因素可控，工期短，节水环保，现场很少用到支模拆模，大大减少了模板的浪费。
现有技术中，存在装配式构件在制作中，装配式构件的模具的设计周期长、制作成本高和复用率低。
发明内容
本发明的目的在于：提供了基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，解决了存在装配式构件在制作中，装配式构件的模具的设计周期长、制作成本高和复用率低的问题。
本发明采用的技术方案如下：
基于BIM的装配式建筑设计方法，包括以下步骤：
创建工具箱：根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
初步设计：将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
初步拆分：针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
深化设计：获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
模具设计：调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
施工图纸深化设计：提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
进一步地，还包括自动算量：通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
进一步地，还包括模拟安装：分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
进一步地，所述创建工具箱还包括：根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
进一步地，所述模具设计包括：标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
基于BIM的装配式建筑设计系统，包括创建单元、建模单元、拆分单元、深化设计单元、模具设计单元以及出图单元，其中：
创建单元：用于根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
建模单元：用于将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
拆分单元：用于针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
深化设计单元：用于获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
模具设计单元：用于调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
出图单元：用于提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
进一步地，还包括自动算量单元：用于通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
进一步地，还包括展示单元：用于分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
进一步地，所述创建模块还包括：用于根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
进一步地，所述模具设计单元：用于标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，通过功能色块和标准模具色块实现快速赋值，便于将标准功能色块以及标准模具色块导入BIM建模平台通过算法快速实现建模，通过对初步模型模数划分原则拆分为预制构件，便于对预制构件的预埋件和外摸板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查，从而实现深化设计，提高预制构件内部钢筋和预埋件的规范化表达，调用标准模具色块根据预制构件的外轮廓节点自动生成对应的构件模具，提高模具的设计效率，降低模具的设计成本，以及提高模具的复用率。
2.本发明基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类，便于生产车间根据物料清单采购。
3.本发明基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，分步骤模拟预制构件装配式安装工艺，便于指导现场施工安装，提高安装效率，降低安装难度。
4.本发明基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块，满足对于完全异形无规律的高度个性化节点的规范表达。
5.本发明基于BIM的装配式建筑设计方法及系统，标准模具色块为多个时，便于选择合适的标准模具色块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明基于BIM的装配式建筑设计方法的流程示意图；
图2是本发明基于BIM的装配式建筑设计系统的框架示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例
如图1所示，本发明实施例提供的基于BIM的装配式建筑设计方法，
包括以下步骤：
创建工具箱：根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
本实施例中，根据设计方提供的CAD图纸等结构设计参数录入到工具箱中，便于标准功能色块以及标准模具色块实现快速赋值，便于将标准功能色块以及标准模具色块导入BIM建模平台通过算法快速实现建模。需要说明的是标准功能色块以及标准模具色块是根据国家标准、行业标准创建的，便于数据的规范化、标准化。
所述创建工具箱还包括：根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
本实施例中，当预制构件不在国家标准、行业标准的范围内则通过异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块，便于满足对于完全异形无规律的高度个性化节点的规范表达。
初步设计：将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
本实施例中，通过BIM建模平台获取功能色块调用相应算法实现快速建模。
初步拆分：针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
本实施例中，需要指出的是，预制构件是装配式建筑中预设建筑单元的划分，具体可以根据实际情况进行划分，例如一块墙板、梁或柱。设计部们根据选定的建筑结构体系进行建筑设计，包括户型、外观、水暖机电设计等，但是工厂不能整栋房子的一次性生产，必须根据预制构件一个一个的生产。本发明实施例中进行模数划分原则时，需要按构件原理来拆分。
本实施例中，截取需要拆分的区域，软件自动截取该区域构件与钢筋，并对截取部位两端做“节点化”，节点根据程序自动生成交接位套筒连接、预制结构预留位和粗糙面等。
深化设计：获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
本实施例中，便于对预制构件的预埋件和外摸板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查，从而实现深化设计，提高预制构件内部钢筋和预埋件的规范化表达。
模具设计：调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
本实施例中，需要说明的是，标准模具色块与标准功能色块是相互关联的，实际上，在深化设计的过程中，标准模具色块与标准功能色块是使用的同一算法，只要确定了预制构件的外轮廓节点以及配筋定位即可自动生成对应的构件模具，从而提高设计构件模具的效率，降低了设计成本，提高的模具的复用率。
所述模具设计包括：标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
本实施例中，同一类型的预制构件的模具标准有可能不止一个，便于根据实际需要选择标准模具色块，满足设计的多元化需要。
施工图纸深化设计：提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
本实施例中，通过对预制构件进行二次族参数赋值对建筑模型进行微调修改，对确定后的建筑模型输出为施工图纸。
优选地，还包括自动算量：通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
本实施例中，通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类，便于生产车间根据物料清单采购。
另外，还包括模拟安装：分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
本实施例中，分步骤模拟预制构件装配式安装工艺，便于指导现场施工安装，提高安装效率，降低安装难度。
综上所述，通过功能色块和标准模具色块实现快速赋值，便于将标准功能色块以及标准模具色块导入BIM建模平台通过算法快速实现建模，通过对初步模型模数划分原则拆分为预制构件，便于对预制构件的预埋件和外摸板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查，从而实现深化设计，提高预制构件内部钢筋和预埋件的规范化表达，调用标准模具色块根据预制构件的外轮廓节点自动生成对应的构件模具，提高模具的设计效率，降低模具的设计成本，以及提高模具的复用率。
如图2所示，本发明实施例提供的基于BIM的装配式建筑设计系统，包括创建单元、建模单元、拆分单元、深化设计单元、模具设计单元以及出图单元，其中：
创建单元：用于根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
本实施例中，根据设计方提供的CAD图纸等结构设计参数录入到工具箱中，便于标准功能色块以及标准模具色块实现快速赋值，便于将标准功能色块以及标准模具色块导入BIM建模平台通过算法快速实现建模。需要说明的是标准功能色块以及标准模具色块是根据国家标准、行业标准创建的，便于数据的规范化、标准化。
所述创建模块还包括：用于根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
本实施例中，当预制构件不在国家标准、行业标准的范围内则通过异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块，便于满足对于完全异形无规律的高度个性化节点的规范表达。
建模单元：用于将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
本实施例中，通过BIM建模平台获取功能色块调用相应算法实现快速建模。
拆分单元：用于针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
本实施例中，需要指出的是，预制构件是装配式建筑中预设建筑单元的划分，具体可以根据实际情况进行划分，例如一块墙板、梁或柱。设计部们根据选定的建筑结构体系进行建筑设计，包括户型、外观、水暖机电设计等，但是工厂不能整栋房子的一次性生产，必须根据预制构件一个一个的生产。本发明实施例中进行模数划分原则时，需要按构件原理来拆分。
本实施例中，截取需要拆分的区域，软件自动截取该区域构件与钢筋，并对截取部位两端做“节点化”，节点根据程序自动生成交接位套筒连接、预制结构预留位和粗糙面等。
深化设计单元：用于获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
本实施例中，便于对预制构件的预埋件和外摸板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查，从而实现深化设计，提高预制构件内部钢筋和预埋件的规范化表达。
模具设计单元：用于调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
本实施例中，需要说明的是，标准模具色块与标准功能色块是相互关联的，实际上，在深化设计的过程中，标准模具色块与标准功能色块是使用的同一算法，只要确定了预制构件的外轮廓节点以及配筋定位即可自动生成对应的构件模具，从而提高设计构件模具的效率，降低了设计成本，提高的模具的复用率。
所述模具设计单元：用于标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
本实施例中，同一类型的预制构件的模具标准有可能不止一个，便于根据实际需要选择标准模具色块，满足设计的多元化需要。
出图单元：用于提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
本实施例中，通过对预制构件进行二次族参数赋值对建筑模型进行微调修改，对确定后的建筑模型输出为施工图纸。
优选地，还包括自动算量单元：用于通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
本实施例中，通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类，便于生产车间根据物料清单采购。
另外，还包括展示单元：用于分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
本实施例中，分步骤模拟预制构件装配式安装工艺，便于指导现场施工安装，提高安装效率，降低安装难度。
综上所述，通过功能色块和标准模具色块实现快速赋值，便于将标准功能色块以及标准模具色块导入BIM建模平台通过算法快速实现建模，通过对初步模型模数划分原则拆分为预制构件，便于对预制构件的预埋件和外摸板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查，从而实现深化设计，提高预制构件内部钢筋和预埋件的规范化表达，调用标准模具色块根据预制构件的外轮廓节点自动生成对应的构件模具，提高模具的设计效率，降低模具的设计成本，以及提高模具的复用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
创建工具箱：根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
初步设计：将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
初步拆分：针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
深化设计：获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
模具设计：调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
施工图纸深化设计：提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于：还包括自动算量：通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于：还包括模拟安装：分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于：所述创建工具箱还包括：根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑设计方法，其特征在于：所述模具设计包括：标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
6.基于BIM的装配式建筑设计系统，其特征在于：包括创建单元、建模单元、拆分单元、深化设计单元、模具设计单元以及出图单元，其中：
创建单元：用于根据标准装配式构件的参数结构创建标准功能色块和算法以及关联的标准模具色块；
建模单元：用于将设计数据导入对应标准功能色块后导入到BIM建模平台，生成初步模型；
拆分单元：用于针对初步模型，确定模数划分原则后进初步拆分为预制构件；
深化设计单元：用于获取初步拆分后的预制构件，进行预制构件的预埋件和外模板的参数赋值、深度预拼装和碰撞检查；
模具设计单元：用于调用标准模具色块根据预制构件的外形轮廓节点自动生成对应的构件模具；
出图单元：用于提取深化设计后的预制构件二次进行族参数赋值，生成施工图纸。
7.根据权利要求6所述的基于BIM的装配式建筑设计系统，其特征在于：还包括自动算量单元：用于通过自动算量，自动生成钢筋、混凝土、模板工程量，并对预制结构相应材料工程量进行分类。
8.根据权利要求6所述的基于BIM的装配式建筑设计系统，其特征在于：还包括展示单元：用于分步骤模拟预制构件装配式安装工艺。
9.根据权利要求6所述的基于BIM的装配式建筑设计系统，其特征在于：所述创建模块还包括：用于根据异形装配式构件的参数结构创建异形功能色块和算法以及关联的异形模具色块。
10.根据权利要求6所述的基于BIM的装配式建筑设计系统，其特征在于：所述模具设计单元：用于标准模具色块为多个时，选定任意一个标准模具色块，确认模具拼装方式后，选定匹配样板，根据参数调用和嵌套算法自动生成构件模具。
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