CN112507537A - 一种塔吊布置方法、装置及系统 - Google Patents

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CN112507537A CN202011353062.2A CN202011353062A CN112507537A CN 112507537 A CN112507537 A CN 112507537A CN 202011353062 A CN202011353062 A CN 202011353062A CN 112507537 A CN112507537 A CN 112507537A
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苟学爽
李全维
田武
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Zhuyou Zhizao Technology Investment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种塔吊布置方法，包括如下步骤：根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；以塔吊附着点为圆心，以塔吊辐射长度为半径向外进行辐射；判断当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配，若否，则以原半径与预设固定长度之和为新半径再次进行辐射，若是，则确定原半径为塔吊辐射长度；根据塔吊辐射长度获取塔吊臂长及塔吊吊重；判断塔吊吊重是否与各构件重量相匹配，若否，则重新选取塔吊附着点，若是，则输出可视化数据。本发明只需预设各构件在堆场的重心位置，即可完成塔吊附着点与型号的选取，并对结果验算、优化，得出塔吊附着点与型号的最优选，生成可视化数据，计算过程快速高效、计算结果准确无误，提高了施工效率。

Description

一种塔吊布置方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及一种塔吊布置方法、装置及系统。
背景技术
装配式建筑是指建筑的部分或全部构件在构件预制工厂生产完成，然后通过相应的运输方式运到施工现场，采用可靠的安装方式和安装机械将构件组装起来，成为具备使用功能的建筑物。与现场施工相比，预制式装配施工具有施工方便、工程进度快、对周围环境影响小、建筑构件的质量容易得到保证等优点，过去我国主要在工业建筑中应用的较多。
在现有的装配式建筑施工过程中，塔吊的布置是根据PC构件的重量分布，根据建筑物周长及建筑结构，且基于二维CAD图纸进行塔吊的型号选择和臂长选择，由于塔吊的型号众多，构件重量分布复杂，以至于建筑施工塔吊的布置工作较为复杂。
因此，提供一种能根据预设规则自动布置塔吊的方法、装置及系统是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塔吊布置方法、装置及系统，该方法能快速高效的选取出塔吊附着点，再根据塔吊附着点确定塔吊辐射长度，通过塔吊辐射长度确定塔吊臂长及塔吊吊重，验算塔吊辐射长度与塔吊吊重是否与预设各构件位置和各构件重量相匹配。若都匹配，则生成相应的可视化数据，若不匹配则重新选择塔吊附着点。
基于以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种塔吊布置方法，包括如下步骤：
根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
以所述塔吊附着点为圆心，以塔吊辐射长度为半径向外进行辐射；
判断当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配，若不匹配，则以原所述半径与预设固定长度之和为新半径再次进行辐射，若匹配，则确定原所述半径为所述塔吊辐射长度；
根据所述塔吊辐射长度获取塔吊臂长；
根据所述塔吊臂长与塔吊参数获取塔吊吊重；
判断所述塔吊吊重是否与各构件重量相匹配，若不匹配，则重新选取所述塔吊附着点，若匹配，则输出可视化数据。
优选地，所述根据预设各构件重心位置中的现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点之前，还包括：
在BIM模型中读取已拆分构件数据，并根据材质与结构对模型内已拆分构件分类。
优选地，获取所述各构件重量包括如下步骤：
获取已分类后的各构件的三维属性与材质属性；
根据所述各构件三维属性获取各构件体积；
根据所述各构件材质属性，读取各构件使用的混凝土密度；
根据各构件体积与所述混凝土密度，获取所述各构件重量。
优选地，所述获取已分类后的各构件的三维属性与材质属性；
其中，各构件的三维属性包括：现浇混凝土构件三维属性；
根据所述现浇混凝土三维属性与塔吊型号参数，获取塔吊附着位置。
优选地，所述根据所述塔吊辐射长度获取塔吊臂长，包括如下步骤：
根据所述塔吊辐射长度及塔吊型号参数，获取若干个待选塔吊臂长；
将前述若干个所述待选塔吊臂长作为选取集合；
选择所述选取集合中的最小值作为所述塔吊臂长；
其中，所述待选塔吊臂长均大于或等于所述塔吊辐射长度。
优选地，所述根据所述塔吊臂长，获取塔吊吊重，具体为：
根据塔吊型号参数，在预设固定倍率的前提下，根据所述塔吊臂长获取所述塔吊吊重。
优选地，所述可视化数据包括：塔吊附着点位置坐标、所选取现浇混凝土构件三维属性与材质属性、通过塔吊臂长与塔吊吊重所确定的塔吊型号。
一种塔吊布置装置，用于装配式建筑中布置塔吊，包括，
分类模块，用于对模型内已拆分构件分类；
获取模块，用于获取模型内各构件三维属性与材质属性；
计算模块，用于根据所述各构件三维属性与材质属性，计算各构件重量；
选取模块，用于根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
判断模块，用于当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配和用于判断塔吊吊重是否与所述各构件重量相匹配；
辐射模块，用于根据所述判断模块中的对所述当前辐射区域是否与所述预设各构件重心位置相匹配的肯定或否定结果，开始或结束辐射；
输出模块，用于根据所述判断模块中所述塔吊吊重是否与所述各构件重量相匹配的肯定结果，输出可视化数据。
一种塔吊布置系统，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时，实现上述任一所述的塔吊布置方法；
显示器，用于显示所述可视化数据。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的塔吊布置方法。
本发明所提供的塔吊布置方法，通过选取塔吊附着点，再以塔吊附着点为圆心，塔吊辐射长度为半径向外辐射形成圆形区域，根据预设各构件位置是否落入上述圆形区域中，来确定合适的塔吊辐射长度；根据塔吊辐射长度获取塔吊臂长与塔吊吊重；根据各构件重量是否小于或等于塔吊吊重，来确定合适的塔吊吊重，得出对应的塔吊型号；最终输出塔吊附着点和塔吊型号的可视化数据。本发明提供的技术方案只需预设各构件在堆场的重心位置，并获取各构件的三维属性与材质属性，即可通过计算机完成塔吊附着点、塔吊型号的选取，并对此次选取验算、优化，得出塔吊附着点与塔吊型号的最优选，生成可视化数据输出，计算过程快速高效、计算结果准确无误，提高了施工效率，避免塔吊选择过于复杂而造成工期延误的情况出现。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种塔吊布置方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种塔吊布置方法获取步骤S6中的各构件重量的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种塔吊布置方法步骤S4的具体流程图；
图4为本发明实施例提供的一种塔吊布置装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种塔吊布置系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
本发明实施例采用递进的方式撰写。
本发明实施例提供了一种塔吊布置方法、装置及系统。主要解决现有技术中，塔吊的型号众多，构件重量分布复杂，以至于建筑施工塔吊的布置工作较为复杂，难以快速高效的选出塔吊附着点与塔吊型号，降低施工效率，塔吊选择过于复杂而造成工期延误。
请参阅图1至图5，一种塔吊布置方法，包括如下步骤：
S1.根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
S2.以塔吊附着点为圆心，以塔吊辐射长度为半径向外进行辐射；
S3.判断当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配，若不匹配，S31.则以原半径与预设固定长度之和为新半径再次进行辐射，若匹配，S32.则确定原半径为塔吊辐射长度；
S4.根据塔吊辐射长度获取塔吊臂长；
S5.根据塔吊臂长与塔吊参数获取塔吊吊重；
S6.判断塔吊吊重是否与各构件重量相匹配，若不匹配，则返回步骤S1，若匹配，S61则输出可视化数据。
在实际运用过程中，步骤S1可细化为，将已分类各构件放入堆场中预设位置，从中选取现浇混凝土构件，在若干个现浇混凝土构件中随机选取一个现浇混凝土构件，将其重心位置设置为塔吊附着点，并以此塔吊附着点为重心建立塔吊基础中心。
由于塔吊附着的特殊性和安全性要求，装配式PC外墙板属于框架式接口，抗剪切能力较差，故不得在PC构件墙体上进行塔吊附着。因此，选择现浇混凝土构件的重心位置作为塔吊附着点。
步骤S2中，以塔吊基础中心建立塔吊，并以塔吊基础中心的高度方向为圆心，塔吊辐射长度为半径向外进行辐射，形成当前辐射区域。塔吊辐射长度具体是指塔吊吊臂上的可行走小车至塔吊基础中心移动的距离。
步骤S3中，在本实施例中，在首次辐射时，塔吊辐射长度等于预设固定长度，即2m。
判断预设各构件重心位置是否落入上述圆形区域中，若未落入其中，在原半径的基础上再加上(预设固定长度)2m作为新半径再次辐射，再重复上述判断，即每次判断结果不匹配，则都加上2m作为新半径再次判断，直至判断结果与预设各构件重心位置匹配，则以该原半径作为塔吊辐射长度。
如第一次辐射，是以(塔吊辐射长度＝预设固定长度)2m为半径，形成以塔吊基础中心为圆心，4πm2面积的圆形区域，若各构件重心位置未全部落入该区域中，则进行第二次辐射；第二次辐射是以2+2m为半径，形成以塔吊基础中心为圆心，16πm2面积的圆形区域，若各构件重心位置未全部落入该区域中，则进行第三次辐射。直到第N次辐射后，各构件重心位置全部落入N次辐射后形成的圆形区域内，则确定2N为塔吊辐射长度。
步骤S4与S5中，要获取塔吊吊重就需要获取塔吊臂长，塔吊臂长可以根据塔吊辐射长度来选择。
步骤S6中，由于必须满足塔吊吊重大于等于构件重量，因此，判断匹配与否就是比较每一个构件的重量是否小于或等于塔吊吊重，若任一个构件重量大于塔吊吊重，则返回步骤S1重新根据其他位置的现浇混凝土构件选取塔吊附着点；若各构件的重量均小于或等于塔吊吊重，则输出可视化数据。
本发明提供的技术方案只需预设各构件在堆场的位置，并获取各构件的三维属性与材质属性，即可通过计算机完成塔吊附着点、塔吊型号的选取，并对此次选取验算、优化，得出塔吊附着点与塔吊型号的最优选，生成可视化数据输出，计算过程快速高效、计算结果准确无误，提高了施工效率，避免塔吊选择过于复杂而造成工期延误的情况出现。
优选地，在S1之前，还包括：
在BIM模型中读取已拆分构件数据，并根据材质与结构对模型内已拆分构件分类。
在工作过程开始之前，在BIM模型中读取所有已拆分构件数据，即各种类型的已拆分构件的三维属性、材质属性等，直观显示已拆分构件，为预设各构件在堆场的位置做准备；在BIM模型中读取已拆分构件数据之后，装配式建筑中根据材质与结构可分为现浇预制构件、ALC构件、预制内墙、预制外墙等类型。
优选地，获取S6中的各构件重量包括如下步骤：
A1.获取已分类后的各构件的三维属性与材质属性；
A2.根据各构件三维属性获取各构件体积；
A3.根据各构件材质属性，读取各构件使用的混凝土密度；
A4.根据各构件体积与混凝土密度，获取各构件重量。
获取步骤S6中的各构件重量包括上述步骤，其中，各构件的三维属性即长宽高的具体数值，通过具体数值计算得出各构件的体积；根据各构件的材质属性读取各构件使用的混凝土密度；根据各构件体积与混凝土密度，计算得出各构件的重量。其中，由于建筑楼层的外墙随着高度增加，混凝土强度降低，混凝土单位重量降低，首层构件的重量为最重，因此，各构件使用的混凝土密度设定为标准层首层属性，并以此属性进行塔吊布置。
优选地，步骤A1中，各构件的三维属性包括：现浇混凝土构件三维属性；
根据现浇混凝土三维属性与塔吊型号参数，获取塔吊附着位置。
实际运用过程中，获取现浇混凝土构件的三维属性，即选定塔吊附着的现浇混凝土构件的长宽高，根据该现浇混凝土构件的高度与塔吊型号参数，确定塔吊附着位置。
如JL7034型号的塔吊，第一道附着应在塔吊的第14标准节且应在现浇混凝土构件墙体上进行附着，附着高度为30.05m；第二道附着应在塔吊的第22标准节且应在现浇混凝土构件墙体上进行附着，附着高度为48.05m
优选地，步骤S4，包括如下步骤：
B1.根据塔吊辐射长度及塔吊型号参数，获取若干个待选塔吊臂长；
B2.将前述若干个待选塔吊臂长作为选取集合；
B3.选择选取集合中的最小值作为塔吊臂长；
其中，待选塔吊臂长均大于或等于塔吊辐射长度。
实际运用过程中，确定塔吊辐射长度后，根据塔吊型号参数，选择若干个塔吊臂长大于或等于塔吊辐射长度的塔吊；比较上述塔吊的塔吊臂长值，选取其中最小值作为塔吊臂长。
如若确定塔吊辐射长度为20m，根据塔吊型号参数有ABC三种类型塔吊，其塔吊臂长分别为21m、23m、25m，比较三种塔吊臂长值，选取21m塔吊臂长的A型塔吊，并以21m为塔吊臂长。
若确定塔吊辐射长度为20m，根据塔吊型号参数有ABC三种塔吊类型，其塔吊臂长分别为20m、20m、20m，比较三种塔吊臂长值，选取20m塔吊臂长的ABC型三个塔吊，并以20m为塔吊臂长。
优选地，步骤S5，具体为：
根据塔吊型号参数，在预设固定倍率的前提下，根据塔吊臂长获取塔吊吊重。
实际运用过程中，塔吊型号参数中塔吊臂长对应相应的塔吊重量，如15m塔吊臂长的塔吊四倍率的起重量为7.6吨；16m塔吊臂长的塔吊四倍率的起重量为7.09吨。
优选地，可视化数据包括：塔吊附着点位置坐标、所选取现浇混凝土构件三维属性与材质属性、通过塔吊臂长与塔吊吊重所确定的塔吊型号。
实际运用过程中，生成可视化的塔吊附着点位置坐标、选取作为塔吊附着的现浇混凝土构件的属性以及塔吊型号等数据能大大节省塔吊布置的时间与人力成本，提高工作效率。
一种塔吊布置装置，用于装配式建筑中布置塔吊，包括，
分类模块，用于对模型内已拆分构件分类；
获取模块，用于获取模型内各构件三维属性与材质属性；
计算模块，用于根据各构件三维属性与材质属性，计算各构件重量；
选取模块，用于根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
判断模块，用于当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配和用于判断塔吊吊重是否与各构件重量相匹配；
辐射模块，用于根据判断模块中的对当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配的肯定或否定结果，开始或结束辐射；
输出模块，用于根据判断模块中塔吊吊重是否与各构件重量相匹配的肯定结果，输出可视化数据。
实际运用过程中，分类模块对模型内已拆分构件分类之后，将分类后的结果发送至获取模块；获取模块获取各构件的三维属性与材质属性，并将获取结果发送至计算模块；计算模块计算得出各构件重量，将计算结果发送至选取模块；选取模块调用预设各构件位置中的现浇混凝土构件重心位置结合计算结果选取塔吊附着点与塔吊型号，并将选取结果发送至判断模块；判断模块根据塔吊附着点与预设固定长度形成圆形区域，判断各构件重心位置是否落入上述区域，并将判断结果发送至辐射模块；同时，判断模块还判断塔吊吊重是否与各构件重量相匹配，并将肯定结果发送至输出模块；辐射模块根据判断结果，开始或结束辐射；输出模块输出塔吊型号、塔吊附着点等可视化数据。
一种塔吊布置系统，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时，实现上述任一的塔吊布置方法；
显示器，用于显示可视化数据。
本实施例提供的上述塔吊布置系统，由于能够执行并实现前述的塔吊布置方法，因此能够达到与前述方法实施例相同的技术效果。
一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一的塔吊布置方法。
本实施例提供的上述计算机存储介质，由于能够执行并实现前述的塔吊布置方法，因此能达到与前述方法实施例相同的技术效果。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
另外，在本发明各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理器中，也可以是各模块分别单独作为一个器件，也可以两个或两个以上模块集成在一个器件中；本发明各实施例中的各功能模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令及相关的硬件来完成，前述的程序指令可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序指令在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的一种塔吊布置方法、装置及系统进行了详细介绍。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种塔吊布置方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
以所述塔吊附着点为圆心，以塔吊辐射长度为半径向外进行辐射；
判断当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配，若不匹配，则以原所述半径与预设固定长度之和为新半径再次进行辐射，若匹配，则确定原所述半径为所述塔吊辐射长度；
根据所述塔吊辐射长度获取塔吊臂长；
根据所述塔吊臂长与塔吊参数获取塔吊吊重；
判断所述塔吊吊重是否与各构件重量相匹配，若不匹配，则重新选取所述塔吊附着点，若匹配，则输出可视化数据。
2.如权利要求1所述塔吊布置方法，其特征在于，所述根据预设各构件重心位置中的现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点之前，还包括：
在BIM模型中读取已拆分构件数据，并根据材质与结构对模型内已拆分构件分类。
3.如权利要求2所述塔吊布置方法，其特征在于，获取所述各构件重量包括如下步骤：
获取已分类后的各构件的三维属性与材质属性；
根据所述各构件三维属性获取各构件体积；
根据所述各构件材质属性，读取各构件使用的混凝土密度；
根据各构件体积与所述混凝土密度，获取所述各构件重量。
4.如权利要求3所述的塔吊布置方法，其特征在于，所述获取已分类后的各构件的三维属性与材质属性；
其中，各构件的三维属性包括：现浇混凝土构件三维属性；
根据所述现浇混凝土三维属性与塔吊型号参数，获取塔吊附着位置。
5.如权利要求1所述塔吊布置方法，其特征在于，所述根据所述塔吊辐射长度获取塔吊臂长，包括如下步骤：
根据所述塔吊辐射长度及塔吊型号参数，获取若干个待选塔吊臂长；
将前述若干个所述待选塔吊臂长作为选取集合；
选择所述选取集合中的最小值作为所述塔吊臂长；
其中，所述待选塔吊臂长均大于或等于所述塔吊辐射长度。
6.如权利要求1所述塔吊布置方法，其特征在于，所述根据所述塔吊臂长，获取塔吊吊重，具体为：
根据塔吊型号参数，在预设固定倍率的前提下，根据所述塔吊臂长获取所述塔吊吊重。
7.如权利要求1所述塔吊布置方法，其特征在于，所述可视化数据包括：
塔吊附着点位置坐标、所选取现浇混凝土构件三维属性与材质属性、通过塔吊臂长与塔吊吊重所确定的塔吊型号。
8.一种塔吊布置装置，用于装配式建筑中布置塔吊，其特征在于，包括，
分类模块，用于对模型内已拆分构件分类；
获取模块，用于获取模型内各构件三维属性与材质属性；
计算模块，用于根据所述各构件三维属性与材质属性，计算所述各构件重量；
选取模块，用于根据预设现浇混凝土构件重心位置选取塔吊附着点；
判断模块，用于当前辐射区域是否与预设各构件重心位置相匹配和用于判断塔吊吊重是否与所述各构件重量相匹配；
辐射模块，用于根据所述判断模块中的对所述当前辐射区域是否与所述预设各构件重心位置相匹配的肯定或否定结果，开始或结束辐射；
输出模块，用于根据所述判断模块中所述塔吊吊重是否与所述各构件重量相匹配的肯定结果，输出可视化数据。
9.一种塔吊布置系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至8任一所述的塔吊布置方法；
显示器，用于显示所述可视化数据。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一所述的塔吊布置方法。
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