CN111159807A

CN111159807A - 基于二维cad图纸的支吊架自动设计方法、装置及系统

Info

Publication number: CN111159807A
Application number: CN201911378476.8A
Authority: CN
Inventors: 王雅洁
Original assignee: Moyi Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: Moyi Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-05-15

Abstract

本发明实施例公开了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法、装置及系统，根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取建筑工程项目的建筑工程信息数据；根据生成的规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合建筑工程信息数据，自动生成建筑工程项目的支吊架设计方案。该方法对基于二维CAD图纸的建筑工程项目均适用，只需要几个步骤即可完成，较之传统的人工手动支吊架设计大大提高了效率，极大的避免了因为人工错误、失误等原因造成的设计失误，不需要工程师重复劳动。

Description

基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及建筑设计技术领域，具体涉及基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法、装置及系统。

背景技术

在2010年之前，支吊架作为建筑机电领域不可或缺的部分，其设计和造价一直属于空白部分，只能通过国标图集描述的大致要求以及更多的项目施工现场经验进行施工，而其造价也只能通过某个专业对应的定额进行估算，其施工存在很大的不明确性和随意性，造价也存在不确定性，给支吊架的施工和造价带来诸如安全隐患、成本不可控等影响。在2010年之后，成品支架概念由国外引进，支吊架开始进入人工设计阶段，技术人员手动按照规范在CAD(Computer Aided Design，计算机辅助技术)软件中对支吊架进行设计(需要一个一个的进行平面布置、节点详图设计)，同时统计出工程量清单(需要一个配件一个配件进行统计)用于计价，然后人工手算进行力学计算；但是该方法不仅耗时耗力，同时因为是人工手动进行的，期准确性和安全性也存在问题，此外该模型无法直接生成符合要求的工程量清单，也无法直接导出符合要求的节点详图。

发明内容

为此，本发明实施例提供基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法、、装置及系统，以解决现有基于CAD的支吊架设计方法存在的人工设计和工程量统计耗时时间长，存在大量重复劳动，效率低下，准确率低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，所述方法包括：

根据支吊架相关施工规范生成规范数据库；

根据支吊架的各标准配件的特性参数数据生成配件数据库；

根据不同类型标准支吊架节点与其所使用标准配件的关联关系信息以及各标准支吊架节点详图数据生成节点数据库；

根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取所述建筑工程项目的建筑工程信息数据；

根据所述规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合所述建筑工程信息数据，自动生成所述建筑工程项目的支吊架设计方案。

进一步地，所述支吊架施工相关规范包括《给排管道道工程施工及验收规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》、《通风与空调工厂施工质量验收规范》、《建筑结构荷载规范》、《室内管道支架及吊架》、《装配式管道支吊架(含抗震支吊架)》。

进一步地，所述规范数据库中包括建筑工程机电管线中各类型构件的支吊架施工规范条件，所述构件包括风管、管道以及电缆桥架。

进一步地，所述规范数据库中还包括各类型构件的单位质量参数。

进一步地，所述标准配件包括槽钢、管束、连接件、梁夹以及锚栓，所述特性参数包括几何特性参数和物理特性参数，具体包括尺寸、规格、质量、力学性能参数、材质以及价格。

进一步地，所述建筑工程信息数据包括建筑工程项目中建筑、建筑结构以及机电管线的支吊架设计相关信息数据。

进一步地，所述支吊架设计方案包括支吊架平面布置图、节点详图、工程量清单以及力学计算书。

根据本发明实施例的第二方面，提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计装置，所述装置包括：

数据库生成模块，用于根据支吊架相关施工规范生成规范数据库；

根据支吊架各标准配件的特性参数生成配件数据库；

项目图纸数据获取模块，用于根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取所述建筑工程项目的建筑工程信息数据；

设计方案自动生成模块，用于根据所述规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合所述建筑工程信息数据，自动生成满足相关施工规范和力学性能要求的所述建筑工程项目的支吊架设计方案。

根据本发明实施例的第三方面，提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统，所述系统包括处理器和存储器；

所述存储器用于存储一个或多个程序指令；

所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中的任一所述的方法步骤。

根据本发明实施例的第四方面，提出了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统执行如上一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中的任一所述的方法步骤。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出的基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法、装置及系统，根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取建筑工程项目的建筑工程信息数据；根据生成的规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合建筑工程信息数据，自动生成建筑工程项目的支吊架设计方案。该方法对基于二维CAD图纸的建筑工程项目(各个构件具有信息属性并支持导出)均适用，只需要几个步骤即可完成，较之传统的人工手动支吊架设计和工程量统计大大提高了效率；同时因为录入的是标准规范和配件参数，也极大的避免了因为人工错误、失误等原因造成的设计失误，并且可同步生成力学计算书和工程量清单，也不需要工程师再重复劳动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法的流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法管道施工规范示例表；

图3为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中管道重量数据示例表；

图4为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中槽式桥架重量数据示例表；

图5为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中自动生成的一个支吊架节点的配件清单示例表；

图6为本发明实施例1提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中自动生成的建筑工程项目所有支吊架节点的配件清单示例表；

图7为本发明实施例2提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计装置的结构示意图；

图8为本发明实施例3提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本实施例1提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：

步骤110、根据支吊架相关施工规范生成规范数据库。

具体的，支吊架施工相关规范包括《给排管道道工程施工及验收规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》、《通风与空调工厂施工质量验收规范》、《建筑结构荷载规范》、《室内管道支架及吊架》、《装配式管道支吊架(含抗震支吊架)》等。规范中对支吊架设计施工提出了对机电管线中支吊架的设计和施工要求。

进一步地，规范数据库中包括建筑工程机电管线中各类型构件的支吊架施工规范条件，构件包括风管、管道以及电缆桥架。示例性的：

一、风管

1、风管长边≤300mm时，支吊架宜采用吊码安装，吊杆间距≤1500mm。

2、安装支吊架横旦的规格：风管边长≤630mm时，应采用L25x3的角钢；风管长边>630mm时，应采用L30X4角钢。

3、安装支吊架吊杆规格：风管边长≤630mm时，应采用￠6圆钢；风管长边>630mm时，应采用￠8或￠10圆钢。

4、支吊架吊杆安装间距，当风管水平安装时：风管长边≤630mm时间，支架间距应≤3.5m；风管长边为630-1000mm时，支架间距≤2.5m；风管长边为1000—1500mm时，支架间距应≤1.5mm；风管长边≥1500mm时，支架间距≤1m；当风管垂直吊装时，支架间距均应≤2.4m。

5、风管长度>10m时，应设置防止风管摆动的加固防晃支撑，单根直管至少应有2个加固点，每个系统不应小于1个。

二、管道

如图2所示。

三、电缆桥架

1、电缆桥架安装垂直度、水平度偏差不大于长度的2/1000，全长不大于20mm。

2、电缆桥架水平安装的支吊架间距为1.5-3.0m；垂直安装的支吊架间距不大于2.0m。

3、镀锌电缆桥架间连接板的两端不跨接接地线，但连接板的两端不少于两个有防松螺帽或防松垫圈的连接固定螺栓；非镀锌电缆桥架间连接板的两端跨接不小于4mm²软铜线或铜编织带做接地线。

将上述对机电管线支吊架间距要求提取成可编辑的程序，如管道之间间距为2米，风管为1.5米，桥架为2米(同时支持间距的自定义)，如果出现管道、桥架、风管综合的情况，在规范层面按照满足最小间距要求为准。

进一步地，规范数据库中还包括各类型构件的单位质量参数。

一、管道

如图3所示。

二、电缆桥架

如图4所示的槽式桥架的重量数据表。

将上述机电管线个类型构件的单位质量参数提取成可编辑的程序，如DN100镀锌钢管满水的重量为25KG/M，200*100电缆桥架重量为8KG/M，这些数据录入程序后，可以作为后续计算管线荷载用。

步骤120、根据支吊架的各标准配件的特性参数数据生成配件数据库。

具体的标准配件包括槽钢、管束、连接件、梁夹以及锚栓，特性参数包括几何特性参数和物理特性参数，具体包括尺寸、规格、质量、力学性能参数、材质以及价格。

示例性的：

一、管束：

主要包括名称、规格、重量、价格、设计荷载、抱箍范围等，抽象化数值到计算机程序中，用于后期的计算和选型。

二、锚栓：

主要包括名称、规格、重量、价格、设计拉力，设计剪力、极限拉力，极限剪力，楼板厚度等，抽象化数值到计算机程序中，用于后期的计算和选型。

三、梁夹：

主要包括名称、规格、重量、价格、设计力值、扭矩、适用产品等，抽象化数值到计算机程序中，用于后期的计算和选型。

四、槽钢：

主要包括名称、规格、尺寸、重量、价格、屈服强度、拉应力、剪应力、弯矩、惯性矩、弹性模量等，抽象化数值到计算机计算机程序中，用于后期的计算和选型。

五、连接件：

主要包括名称、规格、尺寸、重量、价格、设计力值等，抽象化数值到计算机程序中，用于后期的计算和选型。

总体来说，是将所有配件产品标准化，并将所需要的物理参数、几何参数、规格、价格等数据抽象化到计算机程序当中，可以自定义录入或者修改，用于后期支吊架的选型和力学计算。

步骤130、根据不同类型标准支吊架节点与其所使用标准配件的关联关系信息以及各标准支吊架节点详图数据生成节点数据库。

标准支吊架节点比如钢梁下刚性门型支架、钢梁下柔性门型支架等，一副支吊架节点可以有相同/相似/不同的配件组成，将标准支架节点抽象化到计算机中，先定义出不同类型的标准支架节点：

再定义每一个标准支吊架节点中使用到的配件的类型、规格、数量并与步骤120中定义的配件名称及特性参数进行关联，例如：

管道刚性支架在混凝土板底的节点所对应配件名称如下：

总体来说是将所有会用到的机电管线支吊架的标准节点详图具象化到计算机程序当中，并将每个节点所使用到的对应的产品及其相应关联到该标准节点中，形成对应的支吊架节点详图数据库。

步骤140、根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取建筑工程项目的建筑工程信息数据。

将CAD模型中建筑、建筑结构、机电管线等的图纸导入到设计空间中，首先在设计空间中先定义不同的构件类型，包括门、窗、墙、梁、板、柱、风管、风管附件、风管配件、管道、管道附件、管道配件、桥架、桥架配件、机电设备等，再通过识别各个专业图纸中的几何和物理数据信息，通过与已经在设计空间中已经定义的构件类型对应，采用图形算法自动生成三维模型，并以相应格式保存到计算机程序当中。

具体的，建筑工程信息数据包括建筑工程项目中建筑、建筑结构以及机电管线的支吊架设计相关信息数据。

比如对于建筑，包括标高(楼层)信息、墙体、门、窗信息(包括：类型(是否为结构墙)、材质(墙体材质)、尺寸(墙体尺寸、宽度、高度、长度)、位置(在项目中的轴线位置))等。

对于建筑结构结构，包括结构标高、结构类型、结构尺寸等，以板为例，板信息包括：类型(混凝土)、尺寸(几何尺寸)、位置(项目中的轴线位置)、边界(区域)等，以梁为例，梁信息包括：类型(混凝土梁)、材质(混凝土编号，设计说明中读取)、尺寸(长宽高)、位置(项目中的位置)等，以柱为例，柱信息包括：尺寸(长宽高)、位置(项目中的位置)等。

对于机电管线，包括管线类型、管线尺寸、管线标高、管线材质、管线长、管线系统等，管线类型包括生活给水管道、生活给水加压管道、消火栓管道、雨水管道等等。具体的，读取系统信息，将管线与设计空间中已定义好的系统(生活给水系统、自动喷淋给水系统等)对应；读取管线材质信息，不同系统的不同管线有不同的材质，会有不同的荷载，读取后该材质信息与步骤110获取的不同材质管线重量，可以计算出不同系统管线的每米荷载；读取管道系统(与上述对应)、尺寸(DN80或400*200或1000*500)，读取标高(-8.7)，长度(管线长度，起点至终点的距离，用于布置支吊架，以及结合上述管道每米荷载计算这段长度管线的荷载)，位置(在项目中所处的位置(轴线，XY轴位置)。

在读取各个专业构件的信息后，在设计空间中，根据CAD图纸中的图层、线型、线宽、颜色、类型、路径结构等设计元素以及上述已经读取的类型、名称、标高、系统、尺寸、长度、高度、宽度等项目数据信息进行三维几何转换(本身CAD图纸中已经有二维的尺寸了，比如结构墙，已经有了风管，已经有宽度和长度，再把读取的高度信息整合到一起，就组成了三维模型)，自动生成可编辑的三维模型。

总体来说是将二维CAD图纸中本来已经具备的建筑、建筑结构、机电等需要用于机电支吊架设计的信息提取成计算机程序可以读取的信息，录入到自动化设计程序中，以用于支吊架设计方案的自动生成。

步骤150、根据规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合建筑工程信息数据，自动生成满足相关施工规范和力学性能要求的建筑工程项目的支吊架设计方案。

进一步地，支吊架设计方案包括支吊架平面布置图、节点详图、工程量清单以及力学计算书。

具体的，本步骤中，将上述步骤110获得的规范数据，步骤120获得的标准产品数据，步骤130获得的标准节点数据，步骤140获得的项目信息数据，集成到设计空间中，以步骤130的标准节点详图为基础，校核步骤140读取的项目数据，再以步骤110的规范数据(如间距要求)进行计算。

在机电支吊架设计中，有一些配件的参变量会随着项目数据不一样而选用不同的节点和配件，例如，根据结构形式，钢结构建筑中选用的是钢结构节点，配件也选择钢结构的产品，如梁夹、钢结构底座；在混凝土建筑中选用的是混凝土的标准节点，配件选择是混凝土的产品，如锚栓、混凝土底座等；管束大小根据读取的管线尺寸选取以及受力选取的；立杆的长度根据楼板底部标高减去该管线底标高计算得出(立杆高度＝钢梁底标高-横档底标高，长度取整为50mm的倍数)；横档的长度根据管线的宽度计算而来(立杆高度＝钢梁底标高-横档底标高，长度取整为50mm的倍数)。

而另外一些配件则是属于固定选择配件，不会因为节点的变化而变换，举例如下：

根据二维CAD图纸中读取的管道结构形式和结构标高，刚性和柔性可根据国家规范定义(在管道中需要在什么范围中使用刚性支架)，或者由客户自定义选择刚性和柔性，根据此信息，假设确定了由步骤130的节点数据库中选择管道刚性支架在混凝土板底的节点样式，而管道的标高、材质、所属系统可由二维CAD图纸中读取出来，管道的荷载的计算是先通过二维CAD图纸中读取的管线长度、材质、系统，再根据步骤110中不同管线系统的每米荷载，计算得出该特定管道的荷载，例如横档选型如下表：

根据上表，通过力学计算，上述规格的槽钢均满足了管道的荷载要求，则由以上规格的槽钢中选择最小型号的产品，同理，管束、连接件均按照上述方法先进行选型，再用该荷载自动选择对应的配件产品，如管束、槽钢、连接件、锚栓、底座等，并以此自动生成支吊架力学计算书，其中的螺栓、垫片等是不会因为管线的变化而变化，都是根据节点样式来确定的。由此来自动化生成节点的平面布置图和节点详图。

在得出上述特定的详图节点后，根据所使用配件产品的规格、类型、数量，自动统计出该套支吊架编号的配件产品数量清单，如图5所示；再根据上述已经自动生成的平面布置图中，通个相同支架编号进行自动统计该支架编号的套数，可以自动计算出该支架编号所有的配件产品数量。其余不同支架编号的也按照上述规则进行统计，便可以自动统计出一个工程项目中所有的支吊架配件产品的材料清单，如图6所示。

将以上生成的支吊架设计方案通过CAD的API接口，excel及word的API接口导出成不同的交付文件，包括支吊架设计平面布置图、节点详图、配件清单、力学计算书等。

综上，本方法利用国标规范以及项目要求，加上标准的配件特性参数(包括几何特性和物理特性)，支吊架标准节点(一副支吊架由相同或者类似的配件产品组成一个支吊架节点)，再结合二维CAD图纸中的建筑工程信息，根据国标规范和力学特性进行支吊架的自动设计，并自动生成对应的支吊架节点，以及详尽的工程量清单。

与上述实施例1相对应的，本发明实施例2提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计装置，如图7所示，该装置包括：

数据库生成模块210，用于根据支吊架相关施工规范生成规范数据库；

根据支吊架各标准配件的特性参数生成配件数据库；

项目图纸数据获取模块220，用于根据预构建的建筑工程项目的二维CAD图纸，获取建筑工程项目的建筑工程信息数据；

设计方案自动生成模块230，用于根据规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合建筑工程信息数据，自动生成满足相关施工规范和力学性能要求的建筑工程项目的支吊架设计方案。

本发明实施例2提供的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计装置中各部件所执行的功能均已在上述实施例1中做了详细介绍，因此这里不做过多赘述。

与上述实施例相对应的，本发明实施例3提出了一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统，如图8所示，该系统包括处理器310和存储器320；

存储器320用于存储一个或多个程序指令；

处理器310，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如上一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中的任一的方法步骤。

与上述实施例1相对应的，本发明实施例4提出了一种计算机存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统执行如上一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法中的任一的方法步骤。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述方法包括：

根据支吊架相关施工规范生成规范数据库；

根据支吊架的各标准配件的特性参数数据生成配件数据库；

根据所述规范数据库、配件数据库以及节点数据库中的信息数据，结合所述建筑工程信息数据，自动生成满足相关施工规范和力学性能要求的所述建筑工程项目的支吊架设计方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述支吊架施工相关规范包括《给排管道道工程施工及验收规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》、《通风与空调工厂施工质量验收规范》、《建筑结构荷载规范》、《室内管道支架及吊架》、《装配式管道支吊架(含抗震支吊架)》。

3.根据权利要求1所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述规范数据库中包括建筑工程机电管线中各类型构件的支吊架施工规范条件，所述构件包括风管、管道以及电缆桥架。

4.根据权利要求3所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述规范数据库中还包括各类型构件的单位质量参数。

5.根据权利要求1所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述标准配件包括槽钢、管束、连接件、梁夹以及锚栓，所述特性参数包括几何特性参数和物理特性参数，具体包括尺寸、规格、质量、力学性能参数、材质以及价格。

6.根据权利要求1所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述建筑工程信息数据包括建筑工程项目中建筑、建筑结构以及机电管线的支吊架设计相关信息数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计方法，其特征在于，所述支吊架设计方案包括支吊架平面布置图、节点详图、工程量清单以及力学计算书。

8.一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计装置，其特征在于，所述装置包括：

根据支吊架各标准配件的特性参数生成配件数据库；

9.一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统，其特征在于，所述系统包括处理器和存储器；

所述存储器用于存储一个或多个程序指令；

所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被一种基于二维CAD图纸的支吊架自动设计系统执行如权利要求1-7任一项所述的方法。