CN113190899A - 一种装配式建筑参数化的一体化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于EPC的装配式建筑参数化设计方法，属于装配式建筑设计领域。所述一体化设计方法首先绘制非装配式建筑施工图，从非装配式建筑施工图中拆分预制构件，检查构件族库中预制构件的完备性，若不完备则在预制构件库中增加预制构件的模型，完备后绘制建筑信息模型BIM并进行碰撞检查。在消除碰撞后，将BIM载入建设项目周围的GIS数据平台进行施工现场装配同时进行施工吊装模拟将优化后的建筑信息模型进行可制造性分析，并优化建筑信息模型对最终的建筑信息模型进行工程自动化统计。本发明在EPC装配式建设项目中将构件厂、施工方、配件厂以及模具生产厂的需求前置，避免了数据损失，提高了参数化设计效率和质量。
Description
技术领域
本发明属于装配式建筑设计领域，具体涉及一种装配式建筑参数化的一体化设计方法。
背景技术
基于设计、采购、施工等工程总承包(Engineering、Procurement、Construction，EPC)的装配式建筑项目是将设计、施工、生产等统筹为一个主体的模式，建筑物的设计方式也需要进行相应的跟进。在进行装配式建筑设计时，需要考虑业主、设计、施工、生产、零配件供应商以及模具生产厂的配合，提供可以满足EPC装配式建筑模型的参数化设计方法。
现有技术中，一般通过Planbar、Tekla、Revit等软件建模的方式进行装配式建筑的参数化设计。但是，这些软件的参数化效果并不理想，很难实现参数间的联动。例如，通常用来进行模型构建的软件无法直接进行碰撞检查，需要将模型参数导出至另外的软件中单独进行软碰撞或硬碰撞测试，测试完成后再将数据导入至模型中。数据在传输过程中难免有损坏，从而影响到最终的设计质量；同时数据的往返传输延长了设计周期，降低了建筑信息模型的参数化进程。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种装配式建筑参数化的一体化设计方法，将软碰撞检查和硬撞检查整合到模型构建的过程中，通过Revit系统实现建筑信息模型参数化进程的一体化，不仅提高设计效率，同时提高设计的前后一致性，提高装配式建筑设计质量。
为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一种装配式建筑参数化的一体化设计方法，包括如下步骤：
步骤S101，绘制非装配式建筑施工图，并对所述建筑施工图按专业划分构件；
步骤S102，将所述非装配式建筑施工图拆解为装配式预制构件；
步骤S103，对所拆解的装配式构件完成尺寸参数优化后，对构件进行分类；
步骤S104，以构件尺寸及构件空间几何形式为检验参数，检查构件族库中所有预制构件是否完备；若完备，则转入步骤S108；若不完备，则进入步骤S105；
步骤S105，分析模型构建系统是否具备创建参数不完备预制构件的功能；若具备，则进入步骤S106；若不具备，则转入步骤S107；
步骤S106，基于模型构建系统中的族样板创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104；
步骤S107，通过二次开发创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104；
步骤S108，基于完备的预制构件信息绘制建筑信息模型；
步骤S109，在模型构建系统内对所绘制的建筑信息模型分别进行硬碰撞检查和软碰撞检查；
步骤S110，将建筑信息模型导入建设项目周围的地理信息系统GIS信息数据平台进行装配施工模拟，对装配式构件进行预拼装模拟检查；若可装配性满足要求，则进入步骤S113；若可装配性不满足要求，则进入步骤S111；
步骤S111，分析不满足要求的原因；若构件性能无法满足要求，则转入步骤S105；若拆解设计不合理，则进入步骤S112；
步骤S112，二次分析拆解设计不合理的原因；若构件设计不合理，则转入步骤S102；若专业协同设计不合理，则转入步骤S101；
步骤S113，绘制装配式建筑的建筑信息模型，并进行模型优化；
步骤S114，对优化后的装配式建筑的建筑信息模型进行生产分析，若不满足可制造性要求，则转入步骤S111；若满足可制造性要求，则进入步骤S115；
步骤S115，形成建筑信息模型与参数化预制构件制造模型，并进行工程自动化统计。
作为本发明的一个优选实施例，所述步骤S110导入建筑信息模型前，将施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求整合在GIS信息数据平台中。
作为本发明的一个优选实施例，所述步骤S114中对建筑信息模型进行生产分析时，整合施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求进行共同分析。
作为本发明的一个优选实施例，所述构建建筑信息模型通过Revit系统中的可视化编程插件Dynamo实现。
作为本发明的一个优选实施例，所述步骤S102中装配式构件的拆解考虑建筑功能性、结构合理性、制作运输安装环节的可行性和便利性，根据实际工程项目综合考虑技术与经济因素进行构件拆分。
本发明实施例所提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例所提供的装配式建筑参数化的一体化设计方法，将软碰撞检查和硬碰撞检查均统一到装配式建筑信息模型的构建过程中，无需进行频繁的数据传输，缩短了设计周期，提高了参数化设计效率，同时避免了数据损失，提高了设计参数的准确性和精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
图1是本发明实施例的装配式建筑参数化的一体化设计方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种装配式建筑参数化的一体化设计方法。整个设计过程通过Revit系统实现，其中部分功能通过Dynamo插件实现，而不再需要借助其他系统。同时，将施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求等进行前置整合，使得设计出的参数符合各项要求。如图1所示，所述装配式建筑参数化的一体化设计方法包括如下步骤：
步骤S101，绘制非装配式建筑施工图，并对所述建筑施工图按专业划分构件。
本步骤中，首先将装配式建筑按传统的非装配式建筑方式绘制施工图，方便专业的划分。
步骤S102，将所述非装配式建筑施工图拆解为装配式预制构件。
本步骤中，装配式构件的拆解考虑建筑功能性、结构合理性、制作运输安装环节的可行性和便利性，根据实际工程项目综合考虑技术与经济因素进行构件拆分。
步骤S103，对所拆解的装配式构件完成尺寸参数优化后，对构件进行分类，方便后续检查族库是否完备。
本步骤中，在满足构件厂生产加工条件的前提下，对所拆解的预制构件进行分类，以便于后续对不同类别的构件进行参数检查，方便建立规范的命名原则，命名原则为“专业_族类别_族类型_尺寸”，规范的命名原则方便Dynamo插件进行参数化建模。所述族库，指Revit构件族库。
步骤S104，以构件尺寸及构件空间几何形式为检验参数，检查构件族库中所有预制构件是否完备；若完备，则转入步骤S108；若不完备，则进入步骤S105。
本步骤中，构件空间几何形式参数主要是为了检测预制构件是否为规则的几何体，对于不规则的几何体，检测预制构件族库中是否有相应的预制构件。
步骤S105，分析模型构件系统是否具备创建参数不完备预制构件的功能；若具备，则进入步骤S106；若不具备，则转入步骤S107。
本步骤中，利用Dynamo程序进行参数化建模的方法首先应在Revit软件中建立了完备的预制构件族库，在完整族库的基础上再通过计算机运行Dynamo程序放置预制构件模型。所述模型构件系统，即指Revit系统。
步骤S106，基于模型构建系统中的族样板创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104。
本步骤中，Revit本身构件族库具备一定的可用于装配式建筑的预制构件，族样板文件也可为使用者自定义建造一些不规则几何体的预制构件模型。
步骤S107，通过二次开发创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104。
本步骤中，对于Revit系统无法通过自身创建的预制构件，例如某些特殊的自适应构件，应该通过API接口，利用二次开发的方法建立相应预制构件。
步骤S108，基于完备的预制构件信息绘制建筑信息模型。
步骤S109，在模型构建系统内对所绘制的建筑信息模型分别进行硬碰撞检查和软碰撞检查。
步骤S110，将建筑信息模型导入建设项目周围的GIS信息数据平台进行装配施工模拟，并对装配式构件进行预拼装模拟检查；若可装配性满足要求，则进入步骤S113；若可装配性不满足要求，则进入步骤S111。
本步骤中，将建筑信息模型BIM导入建筑信息模型前，将施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求整合在GIS信息数据平台中。地理信息系统GIS可以整合待建项目的建筑信息模型，得到包括待建项目在内和项目周边已建建筑物的地理信息数据，可以规划出最优的预制构件进出场方案、预制构件堆放方案以及构件运输方案等一系列施工方案的优化。预拼装模拟是利用BIM技术的可视化特点进行装配模拟与漫游，将构件是否发生碰撞、工人操作难易程度、构件体积(重量)三方面作为评价标准对吊装方案进行优化。
步骤S111，分析不满足要求的原因；若构件性能无法满足要求，则转入步骤S105；若拆解设计不合理，则进入步骤S112。
本步骤中，构件性能是指在此拆分条件下，预留的现浇位置能否方便后期浇筑。预制梁构件伸出钢筋的长度是否利于装配施工。以及节点处钢筋伸出方式是否过密等情况。
步骤S112，二次分析拆解设计不合理的原因；若构件设计不合理，则转入步骤S102；若专业协同不合理，则转入步骤S101。
本步骤中，构件设计不合理其一是指构件尺寸无法满足预制构件方便、安全且快捷进出场的要求，其二是指预制构件重量过大，在吊装的过程安全隐患较大，且吊装不便人工操作难度大。专业协同不合理是指构件应按照其所属专业领域进行划分,并由其领域设计者负责相应部分的拆分,与此同时进行细节调整和修正。若无此技术模型支持,在以往设计中,一处修改设计往往也造成其他部分的工作量,不仅工作量较之BIM技术更高,而且会在其修改过程中产生错误风险。。
步骤S113，绘制装配式建筑的建筑信息模型，并进行模型优化。
本步骤中，模型优化的方式主要是通过模型净高分析、能耗分析以及绿色建筑评估等分析措施对建筑信息模型进行整体的评估并进行更合理的优化。
步骤S114，对优化后的装配式建筑的建筑信息模型进行生产分析，若不满足可制造性要求，则转入步骤S111；若满足可制造性要求，则进入步骤S115。
本步骤中，生产分析是指是预制构件的尺寸是否满足工厂生产模台尺寸以及运输车辆的尺寸，构件尺寸种类是否会影响模板周转率。对建筑信息模型进行生产分析时，整合施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求进行共同分析。
步骤S115，形成建筑信息模型与参数化预制构件制造模型，并通过Revit系统中的可视化编程插件Dynamo进行工程自动化统计，将各统计结果导入Excel表格中。
本步骤中，所有的预制构件、预埋件均由Dynamo参数化建模程序进行预制构件模型建模或放置预制构件模型，因此程序会对建设项目中所有种类的预制构建的工程量进行的记录，可以直接统计工程量并导入Excel表格方便信息交流沟通。
完成上述设计过程后，即可进入预制构件的生产和装配式建筑的施工过程。
由以上过程可以看出，本发明实施例所提供的装配式建筑参数化的一体化设计方法，将软碰撞检查和硬碰撞检查均统一到装配式建筑信息模型的构建过程中，无需进行频繁的数据传输，提高了参数化设计效率，同时避免了数据损失，提高了设计参数的准确性和精确性。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (5)
1.一种装配式建筑参数化的一体化设计方法，其特征在于，所述参数化设计方法包括如下步骤：
步骤S101，绘制非装配式建筑施工图，并对所述建筑施工图按专业划分构件；
步骤S102，将所述非装配式建筑施工图拆解为装配式预制构件；
步骤S103，对所拆解的装配式构件完成尺寸参数优化后，对构件进行分类；
步骤S104，以构件尺寸及构件空间几何形式为检验参数，检查构件族库中所有预制构件是否完备；若完备，则转入步骤S108；若不完备，则进入步骤S105；
步骤S105，分析模型构建系统是否具备创建参数不完备预制构件的功能；若具备，则进入步骤S106；若不具备，则转入步骤S107；
步骤S106，基于模型构建系统中的族样板创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104；
步骤S107，通过二次开发创建所需的参数不完备预制构件的模型，并存入预制构件库，返回步骤S104；
步骤S108，基于完备的预制构件信息绘制建筑信息模型；
步骤S109，在模型构建系统内对所绘制的建筑信息模型分别进行硬碰撞检查和软碰撞检查；
步骤S110，将建筑信息模型导入建设项目周围的地理信息系统GIS信息数据平台进行装配施工模拟，对装配式构件进行预拼装模拟检查；若可装配性满足要求，则进入步骤S113；若可装配性不满足要求，则进入步骤S111；
步骤S111，分析不满足要求的原因；若构件性能无法满足要求，则转入步骤S105；若拆解设计不合理，则进入步骤S112；
步骤S112，二次分析拆解设计不合理的原因；若构件设计不合理，则转入步骤S102；若专业协同设计不合理，则转入步骤S101；
步骤S113，绘制装配式建筑的建筑信息模型，并进行模型优化；
步骤S114，对优化后的装配式建筑的建筑信息模型进行生产分析，若不满足可制造性要求，则转入步骤S111；若满足可制造性要求，则进入步骤S115；
步骤S115，形成建筑信息模型与参数化预制构件制造模型，并进行工程自动化统计。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑参数化的一体化设计方法，其特征在于，所述步骤S110导入建筑信息模型前，将施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求整合在GIS信息数据平台中。
3.根据权利要求1所述的装配式建筑参数化的一体化设计方法，其特征在于，所述步骤S114中对建筑信息模型进行生产分析时，整合施工装配要求、构件生产要求、配件及模具生产的要求进行共同分析。
4.根据权利要求2所述的装配式建筑参数化的一体化设计方法，其特征在于，所述构建建筑信息模型通过Revit系统中的可视化编程插件Dynamo实现。
5.根据权利要求1所述的装配式建筑参数化的一体化设计方法，其特征在于，所述步骤S102中装配式构件的拆解考虑建筑功能性、结构合理性、制作运输安装环节的可行性和便利性，根据实际工程项目综合考虑技术与经济因素进行构件拆分。
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