CN115048695A - 一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，包括：基础数据库模块；信息输入模块；智能排布设计模块，其包括步距智能预设模块、立杆间距智能预设模块、龙骨体系智能预设模块和智能综合排布模块，其中，步距智能预设模块用于完成立面排布初步设计，立杆间距智能预设模块用于完成立杆间距初步设计，龙骨体系智能预设模块用于完成龙骨体系选型初步设计，智能综合排布模块用于调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型；安全验算模块，其用于对初步设计方案进行整体安全验算，验算通过后作为最终设计方案；信息输出模块，其用于最终设计方案和整层模板支撑架三维模型的导出。

Description

一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统及方法

技术领域

本发明是关于智能化施工技术领域，特别是关于一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统及方法。

背景技术

目前在房屋建筑工程领域，模板支撑工程是工程施工中的重要环节之一，绝大多数情况下模板支撑架方案设计需要人工按照二维图纸和规范要求进行排布绘图和安全计算，设计工作量巨大，而且非常依赖技术人员的专业能力和工程经验，容易出现因设计不当或计算有误导致的安全隐患或材料浪费。

近年来国内建筑市场出现了少量基于CAD或BIM的脚手架智能设计软件，但其中大部分仅适用于双排外脚手架设计，针对设计工况更为复杂多变的模板支撑架领域却鲜有涉及，而且目前架体智能设计的基本原理仅限于人工输入架体步距、立杆间距、龙骨形式等关键架体设计参数，软件再对设计方案进行安全计算，并对通过计算的方案生成二维或三维设计图等成果，无法实现全过程的计算机自动排布设计，其智能化程度有待进一步加强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其能够解决现有技术的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，包括：

基础数据库模块，其包括架体构造数据库、立杆轴压承载力数据库和龙骨体系数据库，其中，架体构造数据库用于存储支撑架体的构造参数和构配件性能参数，立杆轴压承载力数据库用于存储当架体立杆应力达到材料容许应力时的立杆轴压承载力经验数据选用表，龙骨体系数据库用于为龙骨体系选型提供数据基础；

信息输入模块，其包括智能识图模块和人工交互模块，其中，智能识图模块用于识别导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类、构件设计尺寸、构件净空高度，并将相同种类、相同设计尺寸且相同净空高度的构件划分为一类，人工交互模块用于输入初始阶段架体类型、活荷载信息；

智能排布设计模块，其包括步距智能预设模块、立杆间距智能预设模块、龙骨体系智能预设模块和智能综合排布模块，其中，步距智能预设模块用于完成立面排布初步设计，立杆间距智能预设模块用于完成立杆间距初步设计，龙骨体系智能预设模块用于完成龙骨体系选型初步设计，智能综合排布模块用于调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型；

安全验算模块，其用于对初步设计方案进行整体安全验算，验算通过后作为最终设计方案；

信息输出模块，其用于最终设计方案和整层模板支撑架三维模型的导出。

在一优选实施方式中，智能排布设计模块还包括参数智能修正模块，参数智能修正模块用于当初步设计方案的安全验算无法通过时，则根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初步设计参数直至通过安全验算，其中，安全计算内容包括龙骨面板承载能力验算、立杆稳定性验算、架体抗倾覆验算。

在一优选实施方式中，其中，立杆轴压承载力取值与架体类型、标准步距、顶层步距和搭设高度有关，龙骨体系数据库包括主次龙骨及面板类型的规格、尺寸及力学性能数据。

在一优选实施方式中，步距智能预设模块通过初设标准步距、初设扫地杆高度、初设顶层步距和立杆自有高度，完成立面排布初步设计；立杆间距智能预设模块包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。

在一优选实施方式中，龙骨体系智能预设模块通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。

本发明还提供了一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，包括如下步骤：

S1、导入二维结构施工平面图和层高表；

S2、识别所导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类、构件设计尺寸、构件净空高度，并将相同种类、相同设计尺寸且相同净空高度的构件划分为一类；

S3、输入初始阶段架体类型、活荷载信息，其中，活荷载信息包括施工活荷载、风荷载；

S4、基于所选择的架体类型，调取架体构造数据库中该类架体的构造参数和构配件性能参数，连同输入的活荷载信息一并封装为架体预设和安全计算的基本条件；

S5、进行第一类构件方案设计，首先通过步距智能预设算法完成架体标准步距、顶层步距、扫地杆高度、立杆自由高度的初步设计，实现架体立面水平杆排布；

S6、通过立杆间距智能预设算法，调取步距预设信息和立杆轴压承载力数据库，完成立杆纵横间距的初步设计，实现架体平面立杆排布；

S7、通过龙骨体系智能预设算法，调取步距和立杆间距预设信息、立杆轴压承载力数据库及龙骨体系数据库，完成模板面板、主龙骨、次龙骨选型的初步设计，以实现龙骨体系的选型排布；

S8、对架体设计方案进行安全计算，如果安全计算通过则进行下一步；如果计算不通过，则通过参数智能修正算法调整设计参数，并进行安全计算迭代，直到计算通过为止，并进行下一步；

S9、判断设计参数是否需要调整，如果不需要调整，则导出最终设计方案，第一类构件设计完毕；

S10、重复步骤S5至S9，完成第二、三、四......N类构件的设计，直至该层结构施工平面图中所有梁板构件全部设计完成；

S11、通过智能综合排布算法，调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型。

在一优选实施方式中，步骤S5中，步距智能预设算法通过初设标准步距、初设扫地杆高度、初设顶层步距和立杆自有高度，完成立面排布初步设计。

在一优选实施方式中，步骤S6中，立杆间距智能预设算法包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。

在一优选实施方式中，步骤S7中，龙骨体系智能预设算法通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。

在一优选实施方式中，步骤S8中，参数智能修正算法调整设计参数包括根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初设参数以最终通过安全计算；

步骤S9中，如果判断需要调整设计参数，则利用人工交互接口进行参数修改，并将修改后的设计参数提交系统，并重复步骤S8。

步骤S11中，智能综合排布算法通过混凝土结构建模、楼板模架排布、梁底模架排布、模架附属构件排布的顺序，生成终设方案的整层模板支撑架三维模型。

与现有技术相比，根据本发明具有如下优点：

（1）本发明的系统能够实现模板支撑架排布的全过程自动设计，技术人员仅需导入二维施工图纸及少量辅助参数，无需人工初步设计和参数修正，系统可以自动化、快速准确完成每类构件的架体设计方案（包括设计步距、立杆间距、龙骨选型等）和整层模板支撑架三维模型。特别是在方案初步设计阶段和安全计算不通过后的方案修正阶段，通过设计智能排布算法，无需人工干预，基本实现导入施工图纸→自动化设计→导出设计方案的极简模式，极大提升模板支撑架设计工作效率。

（2）本发明的房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法基于立杆轴压承载力与材料容许应力之间的理论关系，通过立杆轴压承载力比选和构件荷载单元划分快速计算得出最佳初设方案，并可以有效减少安全计算不通过后方案修正的迭代难度。经过大量反复验算证明，经过该方法生成的立杆间距初设方案非常接近于安全计算限值，即使初设方案安全计算不通过，再任意调整其中一种参数的一个标准模数，必然满足安全计算要求；经过该方法生成的龙骨选型初设方案可以满足主龙骨不先于立杆发生破坏的原则，同时选型不会过分保守。该种排布预设算法在满足安全性的基础上，充分符合施工习惯，有效减少材料浪费，是实现智能排布的核心。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的系统结构框图；

图2是根据本发明一实施方式的方法流程图；

图3是根据本发明一实施方式的步距智能预设算法流程图；

图4是根据本发明一实施方式的楼板立杆间距初设算法流程图；

图5是根据本发明一实施方式的梁底立杆间距初设算法流程图；

图6是根据本发明一实施方式的龙骨体系智能预设算法流程图；

图7是根据本发明一实施方式的参数智能修正算法流程图；

图8是根据本发明一实施方式的智能综合排布算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

如图1所示，根据本发明优选实施方式的房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，包括：基础数据库模块101、信息输入模块102、智能排布设计模块103、安全验算模块104以及信息输出模块105。

具体的，基础数据库模101包括架体构造数据库、立杆轴压承载力数据库和龙骨体系数据库。其中，架体构造数据库用于存储支撑架体的构造参数和构配件性能参数，立杆轴压承载力数据库用于存储当架体立杆应力达到材料容许应力时的立杆轴压承载力经验数据选用表，龙骨体系数据库用于为龙骨体系选型提供数据基础。

信息输入模块102包括智能识图模块和人工交互模块，其中，智能识图模块用于识别导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类、构件设计尺寸、构件净空高度，并将相同种类、相同设计尺寸且相同净空高度的构件划分为一类，人工交互模块用于输入初始阶段架体类型、活荷载信息。

智能排布设计模块103包括步距智能预设模块、立杆间距智能预设模块、龙骨体系智能预设模块、参数智能修正模块和智能综合排布模块。其中，步距智能预设模块用于完成立面排布初步设计，立杆间距智能预设模块用于完成立杆间距初步设计，龙骨体系智能预设模块用于完成龙骨体系选型初步设计，智能综合排布模块用于调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型。参数智能修正模块用于当初步设计方案的安全验算无法通过时，则根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初步设计参数直至通过安全验算。其中，安全计算内容包括龙骨面板承载能力验算、立杆稳定性验算、架体抗倾覆验算。

安全验算模块104用于对初步设计方案进行整体安全验算，验算通过后作为最终设计方案。

信息输出模块105用于最终设计方案和整层模板支撑架三维模型的导出。

进一步的，架体构造数据库中包含盘扣式、轮扣式、扣件式等常用模板支撑架类型的、满足标准规范要求的、标准化的构造要求数据和材料构配件性能数据，为架体排杆提供基本条件。立杆轴压承载力数据库是经过大量人工手算、软件验算和反复现场试验得出的、较为准确的当架体立杆应力达到材料容许应力时的立杆轴压承载力经验数据选用表，是用于设计方案比选计算的核心数据。立杆轴压承载力取值与架体类型、标准步距、顶层步距和搭设高度有关，龙骨体系数据库包括主次龙骨及面板类型的规格、尺寸及力学性能数据，为龙骨体系选型提供基本条件。

进一步的，参考图3，步距智能预设模块通过初设标准步距、初设扫地杆高度、初设顶层步距和立杆自有高度，完成立面排布初步设计。如图4-5所示，立杆间距智能预设模块包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。

进一步的，如图6所示，龙骨体系智能预设模块通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。

本发明通过设置步距、立杆间距、龙骨体系智能预设模块实现了完全自动化、快速准确完成初步设计、初设方案无需修正或仅需少量修正即可通过安全计算的智能算法，有效减少验算迭代次数。

进一步的，智能综合排布算法通过混凝土结构建模、楼板模架排布、梁底模架排布、模架附属构件排布的顺序，生成终设方案的整层模板支撑架三维模型。

实施例2

如图2所示，本发明还提供了一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，包括如下步骤：

步骤S1、导入二维结构施工平面图和层高表。

步骤S2、识别所导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类（梁或楼板）、构件设计尺寸（楼板的厚度、长度、宽度，梁的高度、宽度、跨度）、构件净空高度（层高与楼板厚度或梁高度之差），并将相同种类、相同设计尺寸（板厚度相等，梁高度、宽度同时相等）且相同净空高度的构件划分为一类。

步骤S3、输入初始阶段架体类型、活荷载信息，其中，活荷载信息包括施工活荷载、风荷载。

步骤S4、基于所选择的架体类型，调取架体构造数据库中该类架体的构造参数和构配件性能参数，连同输入的活荷载信息一并封装为架体预设和安全计算的基本条件。

步骤S5、进行第一类构件方案设计，首先通过步距智能预设算法完成架体标准步距、顶层步距、扫地杆高度、立杆自由高度的初步设计，实现架体立面水平杆排布。

在本实施例中，如图3所示，步距智能预设算法包括如下步骤：S51、首先初步设计标准步距：系统默认标准步距取规范允许最大步距减1个模数，例如盘扣架取1.5m，轮扣架取1.2m，扣件架取1.5m等；S52、然后初步设计扫地杆高度，系统默认扫地杆高度取规范允许最大扫地杆高度，例如盘扣架取0.55m，轮扣架取0.55m，扣件架取0.2m等；S53、初步设计顶层步距和立杆自由高度：其中，（1）标准步距≥顶层步距≥（层高-楼板厚度或梁高）-（n×标准步距+扫地杆高度+允许最大自由高度）；（2）立杆自由高度=（层高-楼板厚度或梁高）-（n×标准步距+顶层步距+扫地杆高度）。

步骤S6、通过立杆间距智能预设算法，调取步距预设信息和立杆轴压承载力数据库，完成立杆纵横间距的初步设计，实现架体平面立杆排布。

在本实施例中，如图4-5所示，步骤S6中，立杆间距智能预设算法包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计。具体包括：S61、首先计算楼板施工总荷载设计值：施工总荷载设计值=（楼板厚度×钢筋混凝土自重标准值+模板龙骨自重标准值）×分项系数+施工活载荷×分项系数；S62、计算结构重要性系数：（1）架体搭设高度=层高-楼板厚度，当≤8m时，结构重要性系数取1.0，否则取1.1。（2）施工总荷载标准值=（楼板厚度×钢筋混凝土自重标准值+模板龙骨自重标准值）×分项系数+施工活载荷，当≤15kN/m²时，结构重要性系数取1.0，否则取1.1。（3）两种判定条件，结构重要性系数其取较大值。S63、调取立杆轴压承载力容许值：依据架体类型、标准步距和顶层步距预设值，查询立杆轴压承载力数据库，选取对应立杆轴压承载力容许值。S64、计算载荷单元面积：载荷单元面积=立杆轴压承载力容许值÷（施工总荷载设计值×结构重要性系数）。S65、初步设计楼板立杆纵横间距：立杆纵向间距×立杆横向间距≤载荷单元面积。设计原则为：立杆纵、横间距相等或相差1个标准模数，取其乘积最接近载荷单元面积的设计方案。

其中，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。具体的包括：S611、首先计算梁集中线荷载设计值：集中线荷载设计值=[梁高×梁宽×钢筋混凝土自重标准值+（梁高×2+梁宽）×模板龙骨自重标准值]×分项系数+施工活载荷×梁宽×分项系数；S612、计算结构重要性系数：（1）架体搭设高度=层高-梁高，当≤8m时，结构重要性系数取1.0，否则取1.1。（2）集中线荷载设计值=[梁高×梁宽×钢筋混凝土自重标准值+（梁高×2+梁宽）×模板龙骨自重标准值]×分项系数+施工活载荷×梁宽，当≤20kN/m时，结构重要性系数取1.0，否则取1.1。（3）两种判定条件，结构重要性系数其取较大值。S613、调取立杆轴压承载力容许值：依据架体类型、标准步距和顶层步距预设值，查询立杆轴压承载力数据库，选取对应立杆轴压承载力容许值。S614、初步设计梁底立杆横向数量：系统默认梁底立杆横向标准间距取300mm。梁底立杆横向数量=（梁宽÷立杆横向间距）向下取整。S615、初步设计梁底立杆纵向间距：荷载单元长度=立杆轴压承载力容许值×立杆横向数量÷（集中线荷载设计值×结构重要性系数）≥立杆纵向间距。设计原则为立杆纵向间距取其最接近荷载单元长度的标注模数。

步骤S7、通过龙骨体系智能预设算法，调取步距和立杆间距预设信息、立杆轴压承载力数据库及龙骨体系数据库，完成模板面板、主龙骨、次龙骨选型的初步设计，以实现龙骨体系的选型排布。

进一步的，步骤S7中，龙骨体系智能预设算法通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。如图6所示，本实施例中，龙骨体系智能预设算法具体包括：S71、计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量：系统默认楼板次龙骨标准间距取150mm，主龙骨跨度内次龙骨分布数量=立杆横向间距÷次龙骨间距-1。S72、选择主龙骨截面抗弯模量推导算式，为了满足龙骨不先于立杆发生破坏，按照主龙骨为两跨连续梁推导算式，根据主龙骨跨度内次龙骨分布数量选择对应算式：（1）当主龙骨每跨分布两根及以下次龙骨时，主龙骨截面抗弯模量≥110×立杆轴压承载力×立杆横向间距÷主龙骨材料容许应力。（2）当主龙骨每跨分布3根次龙骨时，主龙骨截面抗弯模量≥117.5×立杆轴压承载力×立杆横向间距÷主龙骨材料容许应力。（3）当主龙骨每跨分布4根次龙骨时，主龙骨截面抗弯模量≥120×立杆轴压承载力×立杆横向间距÷主龙骨材料容许应力。（4）当主龙骨每跨分布5根次龙骨时，主龙骨截面抗弯模量≥122×立杆轴压承载力×立杆横向间距÷主龙骨材料容许应力。S73、调取立杆轴压承载力容许值：依据架体类型、标准步距和顶层步距预设值，查询立杆轴压承载力数据库，选取对应立杆轴压承载力容许值。S74、计算主龙骨截面抗弯模量限值：根据选择的推导算式计算：主龙骨截面抗弯模量≥n×立杆轴压承载力×立杆横向间距÷主龙骨材料容许应力。S75、初步设计龙骨模板体系选型：（1）系统默认次龙骨采用标准50×100方木；（2）系统默认主龙骨采用标准Q235级钢材，主龙骨调取龙骨体系数据库，取其截面抗弯模量最接近计算结果的种类和规格。（3）系统默认模板面板采用标准15mm厚覆膜木胶合板。

步骤S8、对架体设计方案进行安全计算，如果安全计算通过则进行下一步；如果计算不通过，则通过参数智能修正算法调整设计参数，并进行安全计算迭代，直到计算通过为止，并进行下一步。如图7所示，参数智能修正算法调整设计参数包括根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初设参数以最终通过安全计算。核心计算内容包括龙骨面板承载能力验算、立杆稳定性验算、架体抗倾覆验算等。

步骤S9、判断设计参数是否需要调整，如果不需要调整，则导出最终设计方案，第一类构件设计完毕。如果判断需要调整设计参数，则利用人工交互接口进行参数修改，并将修改后的设计参数提交系统，并重复步骤S8。

步骤S10、重复步骤S5至S9，完成第二、三、四......N类构件的设计，直至该层结构施工平面图中所有梁板构件全部设计完成。

步骤S11、通过智能综合排布算法，调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型。

步骤S11中，智能综合排布算法通过混凝土结构建模、楼板模架排布、梁底模架排布、模架附属构件排布的顺序，生成终设方案的整层模板支撑架三维模型。

具体的，如图8所示，智能综合排布算法具体包括：S81、混凝土结构建模：根据结构平面图设计信息生成混凝土梁板结构三维模型。S82、楼板模架综合排布：（1）楼板底部满铺模板模型。（2）次龙骨模型贴模板底，沿楼板长边方向通长摆放，自楼板中央向两侧按设计间距对称排布，边缘不足标准间距按实际。（3）主龙骨模型贴次龙骨底，沿楼板短边方向通长摆放，自楼板中央向两侧按纵向间距对称排布，边缘主龙骨至墙或梁侧距离位于100~400mm区间，可调节最外一跨主龙骨间距≤标准间距。（4）立杆模型在主龙骨正下方，自主龙骨中央向两侧按横向间距对称排布。（5）水平杆模型将相邻立杆连接，自地面向上按扫地杆高度、n跨标准步距、顶层步距逐层排布。S83、梁底模架综合排布：（1）结构梁底部满铺模板模型。（2）次龙骨模型贴模板底，沿梁跨度方向通长摆放，自梁截面中央向两侧按设计间距对称排布，边缘不足标准间距按实际。（3）主龙骨模型贴次龙骨底，沿梁截面方向通长摆放，自梁跨度方向中央向两侧按纵向间距对称排布，边缘主龙骨至墙或柱侧距离位于100~400mm区间，可调节最外一跨主龙骨间距≤标准间距。（4）立杆模型在主龙骨正下方，自主龙骨中央向两侧按横向间距对称排布。（5）水平杆模型将相邻立杆连接，自地面向上按扫地杆高度、n跨标准步距、顶层步距逐层排布。S84、模架附属构件排布：（1）垫板、可调底座按规范要求排布；（2）可调托撑按规范要求排布；（3）剪刀撑、竖向斜杆按规范要求排布。最终生成终设方案的整层模板支撑架三维模型。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其特征在于，包括：

基础数据库模块，其包括架体构造数据库、立杆轴压承载力数据库和龙骨体系数据库，其中，所述架体构造数据库用于存储支撑架体的构造参数和构配件性能参数，所述立杆轴压承载力数据库用于存储当架体立杆应力达到材料容许应力时的立杆轴压承载力经验数据选用表，所述龙骨体系数据库用于为龙骨体系选型提供数据基础；

信息输入模块，其包括智能识图模块和人工交互模块，其中，所述智能识图模块用于识别导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类、构件设计尺寸、构件净空高度，并将相同种类、相同设计尺寸且相同净空高度的构件划分为一类，所述人工交互模块用于输入初始阶段架体类型、活荷载信息；

智能排布设计模块，其包括步距智能预设模块、立杆间距智能预设模块、龙骨体系智能预设模块和智能综合排布模块，其中，步距智能预设模块用于完成立面排布初步设计，所述立杆间距智能预设模块用于完成立杆间距初步设计，所述龙骨体系智能预设模块用于完成龙骨体系选型初步设计，所述智能综合排布模块用于调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型；

安全验算模块，其用于对初步设计方案进行整体安全验算，验算通过后作为最终设计方案；

信息输出模块，其用于最终设计方案和整层模板支撑架三维模型的导出。

2.如权利要求1所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其特征在于，所述智能排布设计模块还包括参数智能修正模块，所述参数智能修正模块用于当初步设计方案的安全验算无法通过时，则根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初步设计参数直至通过安全验算，其中，安全计算内容包括龙骨面板承载能力验算、立杆稳定性验算、架体抗倾覆验算。

3.如权利要求2所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其特征在于，其中，立杆轴压承载力取值与架体类型、标准步距、顶层步距和搭设高度有关，龙骨体系数据库包括主次龙骨及面板类型的规格、尺寸及力学性能数据。

4.如权利要求3所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其特征在于，所述步距智能预设模块通过初设标准步距、初设扫地杆高度、初设顶层步距和立杆自有高度，完成立面排布初步设计；所述立杆间距智能预设模块包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。

5.如权利要求4所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布系统，其特征在于，所述龙骨体系智能预设模块通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。

6.一种房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、导入二维结构施工平面图和层高表；

S2、识别所导入的二维结构施工平面图中每个构件的设计编号、种类、构件设计尺寸、构件净空高度，并将相同种类、相同设计尺寸且相同净空高度的构件划分为一类；

S3、输入初始阶段架体类型、活荷载信息，其中，所述活荷载信息包括施工活荷载、风荷载；

S4、基于所选择的架体类型，调取架体构造数据库中该类架体的构造参数和构配件性能参数，连同输入的活荷载信息一并封装为架体预设和安全计算的基本条件；

S5、进行第一类构件方案设计，首先通过步距智能预设算法完成架体标准步距、顶层步距、扫地杆高度、立杆自由高度的初步设计，实现架体立面水平杆排布；

S6、通过立杆间距智能预设算法，调取步距预设信息和立杆轴压承载力数据库，完成立杆纵横间距的初步设计，实现架体平面立杆排布；

S7、通过龙骨体系智能预设算法，调取步距和立杆间距预设信息、立杆轴压承载力数据库及龙骨体系数据库，完成模板面板、主龙骨、次龙骨选型的初步设计，以实现龙骨体系的选型排布；

S8、对架体设计方案进行安全计算，如果安全计算通过则进行下一步；如果计算不通过，则通过参数智能修正算法调整设计参数，并进行安全计算迭代，直到计算通过为止，并进行下一步；

S9、判断设计参数是否需要调整，如果不需要调整，则导出最终设计方案，第一类构件设计完毕；

S10、重复步骤S5至S9，完成第二、三、四......N类构件的设计，直至该层结构施工平面图中所有梁板构件全部设计完成；

S11、通过智能综合排布算法，调取全部构件的最终设计方案和架体构造数据库，生成整层模板支撑架三维模型。

7.如权利要求6所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，其特征在于，步骤S5中，步距智能预设算法通过初设标准步距、初设扫地杆高度、初设顶层步距和立杆自有高度，完成立面排布初步设计。

8.如权利要求7所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，其特征在于，步骤S6中，立杆间距智能预设算法包括楼板立杆间距初设和梁底立杆间距初设两种算法，其中，楼板立杆间距初设算法通过计算楼板施工总荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、计算荷载单元面积和初设楼板立杆纵横间距，完成楼板立杆间距初步设计，梁底立杆间距初设算法通过计算梁集中线荷载设计值、计算结构重要性系数、调取立杆轴压承载力容许值、初设梁底立杆横向数量、计算荷载单元长度并初设梁底立杆纵向间距，完成梁底立杆间距初步设计。

9.如权利要求8所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，其特征在于，步骤S7中，龙骨体系智能预设算法通过计算主龙骨跨度内次龙骨分布数量、明确主龙骨截面抗弯模量推导算式、调取立杆轴压承载力容许值、计算主龙骨截面抗弯模量限值、初步设计龙骨模板体系选型，完成龙骨体系选型初步设计。

10.如权利要求9所述的房屋建筑工程模板支撑架智能排布方法，其特征在于，步骤S8中，参数智能修正算法调整设计参数包括根据不同参数对计算结果的影响程度，由大到小逐次调整初设参数以最终通过安全计算；

步骤S9中，如果判断需要调整设计参数，则利用人工交互接口进行参数修改，并将修改后的设计参数提交系统，并重复步骤S8；

步骤S11中，智能综合排布算法通过混凝土结构建模、楼板模架排布、梁底模架排布、模架附属构件排布的顺序，生成终设方案的整层模板支撑架三维模型。

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