CN115146480A - 一种基于bim的砌块的自动排布方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的砌块的自动排布方法及装置，所述方法包括如下步骤：(1)输入二次结构中墙体要求的砌筑参数；(2)从BIM中读取需排砖建筑墙体的布置基线长度及高度；(3)将所述需排砖建筑墙体处理成适于自动排布的简单墙体；(4)进行水平方向的排砖数据计算；(5)进行竖向的排砖数据计算；(6)输出排布结果。本发明对二次结构墙体的砌块进行全自动排布，无需进行手动调整，能输出可指导砌筑施工完整的砌块排布图纸和用量统计，排出的方案中完整的砌块数量最多，砌筑施工时省砖，大大降低排砖的手动工作量，提高了砌块排布效率，可增强项目砌筑管理水平，具有广泛的应用价值。

Description

一种基于BIM的砌块的自动排布方法及装置

技术领域

本发明属于建筑信息化领域，具体涉及一种基于BIM的砌块的自动排布方法及装置。

背景技术

二次结构作为建筑工程的主要组成部分，细部节点繁多，特别是墙体砌筑时既要满足美观，又要考虑省砖，排砖样式多变，对排砖的准确度要求高，排布难度大。

理论上，当二次结构深化完构造柱、圈梁、过梁等构件后，利用相应软件排砖可以大大提高排砖效率和质量。特别是生成基于建筑信息模型(BIM)的排砖模型能直观地体现出每面墙的排砖效果；然后根据排砖模型提取每块砖的尺寸以及砂浆使用量等信息。

然而，现有基于BIM的排砖插件还不成熟，自动生成的砌体排布模型存在不符合规范的情况，需要进行手动调整，效率低，排砖的准确度和美观度均有待提升。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，对二次结构墙体的砌块进行全自动排布，无需进行手动调整，能输出可指导砌筑施工完整的砌块排布图纸和用量统计，排出的方案中完整的砌块数量最多，砌筑施工时省砖，大大降低排砖的手动工作量，提高了砌块排布效率，可增强项目砌筑管理水平，具有广泛的应用价值。

为实现上述发明目的，第一方面，本发明提供一种基于BIM的砌块的自动排布方法，包括如下步骤：(1)输入二次结构中墙体要求的砌筑参数；(2)从BIM中读取需排砖建筑墙体的布置基线长度及高度；(3)将所述需排砖建筑墙体处理成适于自动排布的简单墙体；(4)进行水平方向的排砖数据计算；(5)进行竖向的排砖数据计算；(6)输出排布结果。

进一步地，步骤(1)中所述砌筑参数包括水平方向参数和竖向参数，其中水平方向参数包括砌块规格尺寸、水平灰缝宽度、马牙槎进退深度和最小砌块要求，竖向参数包括设计导墙高度、竖向塞缝高度范围、顶部斜砌高度范围以及是否选择借最底皮砖。

进一步地，所述步骤(3)包括如下步骤：(31)筛选出墙上的圈梁，按标高排列；筛选出构造柱，按与墙起点的距离排列；分别记录并排序集合圈梁I＝(i1，i2,…in)，构造柱J＝(j1，j2,…jn)；(32)识别圈梁高度、构造柱长度，分别记录为圈梁i(h)，构造柱j(l)；(33)计算简单墙区域，圈梁i和i+1之间，构造柱j和j+1之间，围合范围即简单墙；(34)识别待排砖的墙体新的两侧边界，边界条件分为两端为构造柱、一端构造柱和无构造柱，算出简单墙待排砖长度，即首皮砖或奇数皮砖需排砖长度L。

进一步地，所述步骤(4)包括如下步骤：(41)水平排砖试算，首块为整砖，计算整砖带一道灰缝的排布数量(N)，以及整砖排布时最后一段剩余长度M；(42)根据最后一段剩余长度M值在分类区间中查找对应的集合，匹配计算方法，限定6块可变砖其中的4块；(43)计算控制参数，包括奇数皮起始砖长(x1)、奇数皮终止砖长(x2)、奇数皮终止第二块砖长(x3)、偶数皮起始砖长(y1)、偶数皮终止砖长(y2)、偶数皮终止第二块砖长(y3)；(44)计算奇数皮整砖数量(N1)、偶数皮整砖数量(N2)。

进一步地，所述步骤(4)还包括如下步骤：(45)短墙计算，计算当N1，N2＝-1，-2时，x1,x3,y1,y2,y3的配合调整值。

进一步地，所述步骤(5)包括如下步骤：(51)基于步骤(32)中简单墙结果，根据竖向构造形式扣除导墙、圈梁、嵌缝、斜砌高度后墙高h.wall_2，按照整砖加灰缝的排列方式，计算顶砖高度h.top.block＝h.wall_2-(Math.Floor(h.wall_2/(h+t)))；(52)判断顶砖是否满足最小砖块要求，如满足h.top.block≥block.h.min，则跳至步骤(54)，如不满足，再继续到步骤(53)；(53)输出增加导墙高度、调整圈梁高度或借第一皮砖的试算建议，由用户选择调整方式，作为结果调整并输出导墙高度h.curb、顶部嵌缝/斜砌高度h.qf/h.xq、顶砖高h.top.block、底砖高h.bottom.block；(54)计算竖向排砖，包括偶数皮砖阵列数量p1和不含第一皮砖的奇数皮砖阵列数量p2。

进一步地，所述步骤(6)中，在砌块排布工具中输入计算结果，在revit项目界面中排布并进行排砖结果展示。

第二方面，本发明提供一种基于BIM的砌块的自动排布装置，包括输入模块、控制参数计算模块、砌块排布模块、排砖统计模块和剖切出图模块；所述输入模块用于显示包含多个预设参数信息的选择界面，并将获取到的用户在所述选择界面上选定的预设参数信息作为初始参数信息；所述控制参数计算模块首先根据读取输入的墙体，识别简单墙范围，然后计算水平向排布参数，包括奇数皮起始砖长x1、奇数皮终止砖长x2、奇数皮终止第二块砖长x3、偶数皮起始砖长y1、偶数皮终止砖长y2、偶数皮终止第二块砖长y3、奇数皮整砖数量N1、偶数皮整砖数量N2，再计算竖向排布参数，包括导墙高度h.curb、顶部嵌缝/斜砌高度、h.qf/h.xq、顶砖高h.top.block、底砖高h.bottom.block、偶数皮砖阵列数量p1、计算不含第一皮砖的奇数皮砖阵列数量p2；所述砌块排布模块根据上一步计算结果进行转换，得到需砌筑每块砖的起点位置、终点位置，输入模型布置界面，调用Revit中可参数化的蒸压加气块族根据所述起点位置、终点位置进行排布；所述排砖统计模块用于统计Revit中所有建筑墙下各简单墙包含的整砖数量、非整砖规格及数量；所述剖切出图模块支持用户点选revit界面中已砌筑好的墙体，自动生成剖面框，在revit剖面图界面生成该墙体剖面框，隐藏多余图面信息，并标注整砖、非整砖、墙体长度、高度、圈梁位置、洞口位置标注，形成排砖布置图。

进一步地，所述输入模块还用于接收用户输入的自定义参数信息，以将所述用户输入的自定义参数信息作为所述初始参数信息。

进一步地，所述排砖统计模块，统计BIM中所有建筑墙下各简单墙包含的整砖数量，非整砖规格及数量，灰缝体积。考虑到裁切后可再次使用的条件，因此也统计200mm，300mm砖的数量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

通过解析法，将水平及竖向排砖划分到可推导的小范围集合中，运用奇数皮整砖砌筑、偶数皮整砖砌筑的两种条件总结的公式对墙体完成砌筑。在满足规范要求下，通过设置六块可变控制砖大小,实现奇数皮砖(x行)，偶数皮砖(y行)的排布，满足最省砖基础上的砖缝居中的最优排布。六块可变砌块分别为：奇数皮起始砖长(x1)、奇数皮终止砖长(x2)、奇数皮终止第二块砖长(x3)、偶数皮起始砖长(y1)、偶数皮终止砖长(y2)、偶数皮终止第二块砖长(y3)，在水平排布完成后，按照顶部砌筑要求进行竖向排布，最终输出排砖结果。通过控制6块边缘砌块大小，可以快速地对砌块自动排布并输出结果，解决现有Revit插件中常见的自动排砖错误问题，大大降低排砖的手动工作量，提高了砌块排布效率，有力推动BIM在二次结构深化设计中的应用。

附图说明

图1为本发明方法一个实施例的流程图；

图2为本发明方法一个实施例中排砖墙体示意图；

图3为本发明方法一个实施例中简单墙示意图；

图4为本发明方法一个实施例中水平排布数据处理流程图；

图5为本发明方法一个实施例简单墙(两侧构造柱)排布原理图；

图6为本发明方法一个实施例简单墙(单侧构造柱)排布原理图；

图7为本发明方法一个实施例简单墙(两侧结构柱、墙)排布原理图；

图8为本发明方法一个实施例水平排布计算中6块边缘砌块控制参数示意图；

图9为本发明方法一个实施例竖向排布数据处理流程图；

图10为本发明方法一个实施例竖向排布计算原理图；

图11为本发明装置一个实施例的原理框图；

图12为本发明装置一个实施例排砖输入界面示意图；

图13为本发明装置一个实施例排砖统计界面示意图；

图14为本发明装置一个实施例排砖剖面输出示意图。

图中，砌块(block)1，导墙(curb)2，圈梁3，构造柱4，竖向灰缝(t.y)5，水平灰缝(t.x)6，底砖(bottom.block)7、顶砖(top.block)8、顶部嵌缝/斜砌(qf/xq)9，马牙槎口(d)10，第一简单墙11，第二简单墙12，奇数皮起始砖(x1)13，奇数皮终止砖(x2)14，奇数皮终止第二块砖(x3)15，偶数皮起始砖(y1)16，偶数皮终止砖(y2)17，偶数皮终止第二块砖(y3)18，偶数皮砖(p1)19，奇数皮砖(不含第一皮砖)(p2)20，整砖(S)21。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。各实施例中的砌块为蒸压加气混凝土砌块，完整砌块21的规格尺寸为长度：600mm；高度：200、240；厚度(一般随墙厚，排砖不予考虑)：100、150、200、300mm。非完整砌块的尺寸在此基础上做裁切。

如图1-图10所示，本发明基于BIM的砌块的自动排布方法的不同实施例是在满足规范要求下，通过设置六块可变控制砖大小,实现奇数皮砖(x行)，偶数皮砖(y行)的排布，满足砖缝居中的最优排布。六块可变砌块为，奇数皮起始砖(x1)13，奇数皮终止砖(x2)14，奇数皮终止第二块砖(x3)15，偶数皮起始砖(y1)16，偶数皮终止砖(y2)17，偶数皮终止第二块砖(y3)18，具体参见图5-图7。在水平排布完成后，进行按照顶部砌筑要求进行竖向排布，最终输出排砖结果的方法。

需满足的规范要求为:

1、需断开砌块时，锯裁砌块长度不应小于砌块总长度的1/3。

2、砌筑填充墙时应错缝搭砌，砌块搭砌长度不应小于砌块长度的1/3。

优选地砌块搭砌长度(错缝宽度)等于砌块长度的1/2。

3、马牙槎槎口与最近灰缝水平距离大于1/3砌块总长度。

一种基于BIM的蒸压加气混凝土砌块自动排布方法和装置包括以下步骤：

步骤1：二结构参数输入。

输入的水平参数包含：砌块规格尺寸，二结构布置要求(灰缝宽度、马牙槎进退深度)，最小砌块要求。竖向参数包含：设计导墙高度，顶部形式：竖向塞缝高度范围或顶部斜砌高度范围，以及是否选择借最底皮砖(在顶砖不满足最小砌块大小时，顶部与底部同时借砖)。

具体的输入、竖向灰缝宽度(t.y)、水平灰缝宽度(t.x)、马牙槎进退深度(d)，输入水平向最小砌块(block.min.l)，竖向最小砌块大小(block.min.h)。设计导墙高度(h.curb.min)，顶部形式：嵌缝(qf)、斜砌(xq)，竖向塞缝高度范围(h.qf.MIN≤h.qf≤h.qf.MAX)/顶部斜砌高度范围(h.xq.MIN≤h.xq≤h.xq.MAX)。

本实施例选择某项目二结构墙体作为目标区域，如图2。砌块规格尺寸600*240*200。水平灰缝6(t.x＝15mm)、竖向灰缝5(t.y＝15mm)、马牙槎进退10(d＝100mm)，最小砌块符合规范要求，需断开砌块时，锯裁砌块长度不应小于砌块总长度的1/3,因此水平向最小砌块(block.min.l＝200mm)，竖向最小砌块大小(block.min.h＝80mm)。设计导墙高度(h.curb.min＝450mm)，顶部形式：嵌缝9(qf)竖向嵌缝缝高度h.qf＝30mm。

步骤2：读取BIM中需排砖的建筑墙体

如图2所示，读取BIM中二结构墙体长度L.wall＝7000mm，高度H.wall＝2320mm。

步骤3：处理成需自动排布的简单墙体

3.1筛选出墙上的圈梁，按标高排列；筛选出构造柱，按与墙起点的距离排列。分别记录并排序集合圈梁I＝(i1，i2,…in)，构造柱J＝(j1，j2,…jn)。

3.2识别圈梁尺寸(高度)、构造柱尺寸(长度)，记录于圈梁i(h)。构造柱j(l)。

3.3计算简单墙区域，圈梁i和i+1之间，构造柱j和j+1之间，围合范围即简单墙，案例中被j(1)构造柱分为第一简单墙11与第二简单墙12区域，如图3所示。

3.4识别待排砖的墙体新的两侧边界,边界条件分为1)两端为构造柱2)一端构造柱3)无构造柱。算出简单墙待排砖长度，即首皮砖7(即奇数皮)需排砖长度L。第一简单墙11:L＝3900mm,第二简单墙12:L＝2500mm。

步骤4：水平排布数据处理，包括如下步骤

4.1水平排砖试算，首块以整砖起计算整砖带一道灰缝的数量排布数量(N)，以整砖排布时最后一段剩余长度(M)。

边界条件1：N＝mathfloor(L/(600+t.y)),M＝L-N*(600+t.y)，M区间∈(0，600+t.y)；

边界条件2：N＝mathfloor((L-t.y)/(600+t.y)),M＝L-t.y-N*(600+t.y)，M区间∈(0，600+t.y)；

边界条件3：N＝mathfloor((L-2*t.y)/(600+t.y)),M＝L-2*t.y-N*(600+t.y)，M区间∈(0，600+t.y)；

以图3中第一简单墙11为例：属于边界条件2情况，N＝6，M＝195。

以图3中第二简单墙12为例：属于边界条件1情况，N＝4，M＝40。

4.2根据最后一段剩余长度M值在分类区间集合中对应计算方法。根据最后一段剩余长度M值在分类区间中查找对应的集合，匹配计算方法，限定六块可变砖其中的4块。

具体的：分类区间C，对砌块C1＝[0,100)、C2＝[100,200]、C3＝(200,300]、C4＝(300,400+t.y)、C5＝[400+t.y,500+t.y)、C6＝[500+t.y,600+t.y)。根据每堵墙以整砖排布时最后一段剩余长度(M)落入集合Cn选择排布计算公式。M值区间内均能对应排砖方案。

两端构造柱且M∈[0，100)时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y2＝300。

M∈[100,200]时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y3＝600。

M∈(200,300]时，限定x1＝600,x3＝600，y2＝600,y3＝600。

M∈(300,400+t.y)时，限定x1＝200,x2＝200，y1＝600,y3＝600。

M∈[400+t.y,500+t.y)时，限定x1＝600,x3＝600，y1＝300,y3＝600。

M∈[500+t.y,600+t.y)时，限定x1＝600,x3＝600，y1＝400,y3＝600。

一端构造柱且M∈[0，100)时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y2＝200。

M∈[100,200]时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y3＝600。

M∈(200,400+t.y]时，限定x1＝600,x3＝600，y2＝600,y3＝600。

M∈(400+t.y,500+t.y)时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y3＝600。

M∈[500+t.y,600+t.y)时，限定x1＝600,x3＝600，y1＝400,y3＝600。

无构造柱M∈[0，100)时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝400,y3＝600。

M∈[100,200]时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝500,y3＝600。

M∈(200,400+t.y]时，限定x1＝600,x3＝600，y2＝600,y3＝600。

M∈(400+t.y,500+t.y)时，限定x1＝600,x3＝600，y1＝200,y3＝600。

M∈[500+t.y,600+t.y)时，限定x1＝600,x3＝600，y1＝300,y3＝600。

以第一简单墙11为例：一端构造柱M∈[100,200]时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y3＝600。

以第二简单墙12为例：两端构造柱M∈[0，100)时，限定x1＝200,x3＝600，y1＝600,y2＝300。

步骤4.3计算边缘6块砖控制参数。包括奇数皮起始砖长(x1)，奇数皮终止砖长(x2)，奇数皮终止第二块砖长(x3)，偶数皮起始砖长(y1)，偶数皮终止砖长(y2)，偶数皮终止第二块砖长(y3)，

两端构造柱时M∈[0，100)时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600，y1＝600,y2＝300,y3＝M+2d+(s-y2)(公式1.1)

M∈[100，200]时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600,y1＝600,y2＝M+2d,y3＝600(公式1.2)

M∈(200,300]时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝M+2d,y2＝600,y3＝600(公式1.3)

M∈(300,400+t.y)时，

x1＝200,x2＝200,x3＝M+s-x1-x2-t.y,y1＝600,y2＝M+2d,y3＝600(公式1.4)

M∈[400+t.y,500+t.y)时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝300,y2＝M+2d-y1-t.y,y3＝600(公式1.5)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝400,y2＝M+2d-y1-t.y,y3＝600(公式1.6)

一端构造柱时M∈[0，100)时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600，y1＝600,y2＝200,y3＝M+d+(s-y2)(公式2.1)

M∈[100，200]时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600,y1＝600,y2＝M+d,y3＝600(公式2.2)

M∈(200,400+t.y]时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝M+d,y2＝600,y3＝600(公式2.3)

M∈(400+t.y,500+t.y)时，

x1＝200,x2＝M-x1-t.y,x3＝600,y1＝600,y2＝M+d,y3＝600(公式2.4)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝400,y2＝M+d-y1-t.y,y3＝600(公式2.5)

两端直墙时M∈[0，100)时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600，y1＝400,y2＝M+(s-y1),y3＝600(公式3.1)M∈[100，200]时，

x1＝200,x2＝M+(s-x1),x3＝600,y1＝500,y2＝M+(s-y1),y3＝600(公式3.2)M∈(200,400+t.y]时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝M,y2＝600,y3＝600(公式3.3)

M∈(400+t.y,500+t.y)时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝200,y2＝M-y1-t.y,y3＝600(公式3.4)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

x1＝600,x2＝M,x3＝600,y1＝300,y2＝M-y1-t.y,y3＝600(公式3.5)

如图8，以第一简单墙11为例：根据M＝195，匹配公式2.2：

x1＝200,x2＝595,x3＝600,y1＝600,y2＝295,y3＝600

如图8，以第二简单墙12为例：根据M＝40，匹配公式1.1：

x1＝200,x2＝440,x3＝600,y1＝600,y2＝300,y3＝540

4.4计算奇数皮整砖数量(N1)，偶数皮整砖数量(N2)。

两端构造柱时M∈[0，100)时，

N1＝(L-x1-x2-t.y)/(s+t.y)-1，N2＝(L+2d-y2-y3-t.y)/(s+t.y)-1(公式4.1)

M∈[100，200]时，

N1＝(L-x1-x2-t.y)/(s+t.y)-1,N2＝(L+2d-y2)/(s+t.y)-2。(公式4.2)

M∈(200,300]时，

N1＝(L-x2)/(s+t.y)-2,N2＝(L+2d-y1)/(s+t.y)-2(公式4.3)

M∈(300,400+t.y)时，

N1＝(L-x1-x2-x3-2*t.y)/(s+t.y),N2＝(L+2d-y2)/(s+t.y)-2(公式4.4)

M∈[400+t.y,500+t.y)时，

N1＝(L-x2)/(s+t.y)-2,N2＝(L+2d-y1-y2-t.y)/(s+t.y)-1(公式4.5)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

N1＝(L-x2)/(s+t.y)-2,N2＝(L+2d-y1-y2-t.y)/(s+t.y)-1(公式4.6)

一端构造柱时M∈[0，100)时，

N1＝(L-x1-x2-2*t.y)/(s+t.y)-1，N2＝(L+d-y2-y3-2*t.y)/(s+t.y)-1(公式5.1)

M∈[100，200]时，

N1＝(L-x1-x2-2*t.y)/(s+t.y)-1,N2＝(L+2d-y2-t.y)/(s+t.y)-2(公式5.2)

M∈(200,400+t.y]时，

N1＝(L-x2-t.y)/(s+t.y)-2,N2＝(L+d-y1-t.y)/(s+t.y)-2(公式5.3)

M∈(400+t.y,500+t.y)时，

N1＝(L-x1-x2-2*t.y)/(s+t.y)-1,N2＝(L+d-y2-t.y)/(s+t.y)-2(公式5.4)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

N1＝(L-x2-t.y)/(s+t.y)-2,N2＝(L+d-y1-y2-2*t.y)/(s+t.y)-1(公式5.5)

两端直墙时M∈[0，100)时，

N1＝(L-x1-x2-3*t.y)/(s+t.y)-1,N2＝(L-y1-y2-3*t.y)/(s+t.y)-1(公式6.1)

M∈[100，200]时，

N1＝(L-x1-x2-3*t.y)/(s+t.y)-1,N2＝(L-y1-y2-3*t.y)/(s+t.y)-1(公式6.2)

M∈(200,400+t.y]时，

N1＝(L-x2-2*t.y)/(s+t.y)-2,N2＝(L-y1-2*t.y)/(s+t.y)-2(公式6.3)

M∈(400+t.y,500+t.y)时，

N1＝(L-x2-2*t.y)/(s+t.y)-2,N2＝(L-y1-y2-3*t.y)/(s+t.y)-1(公式6.4)

M∈[500+t.y,600+t.y)时，

N1＝(L-x2-2*t.y)/(s+t.y)-2,N2＝(L-y1-y2-3*t.y)/(s+t.y)-1(公式6.5)

如图8以第一简单墙11为例：根据M＝195，匹配公式5.2,N1＝4,N2＝4，如图8所示。

水平向排砖结果为：第一皮200，600，600，600，600，600，595。

第二皮600，600，600，600，600，600，295。

如图8以第二简单墙12为例：根据M＝40，匹配公式4.1,N1＝2,N2＝2，如图8所示

水平向排砖结果为：第一皮200，600，600，600，440。

第二皮600，600，600，540，300。

步骤4.5短墙计算，计算当N1,N2＝-1,-2时x1,x3,y1,y2,y3的配合调整值。

N1＝-1时，x3＝0。N2＝-1时，y3＝0。N1＝-2时，x1＝x3＝0。

N2＝-2时，y1＝y3＝0,特殊地M∈c3或M∈c4时，y2＝y3＝0。

因N1\N2≥0，因此非短墙，不用调整可变控制砖。

步骤5：竖向排布数据处理

5.1在步骤3.2简单墙结果上，根据竖向构造形式扣除导墙2、圈梁3、嵌缝、斜砌9后墙高h.wall_2，按照整砖加灰缝的排列方式，计算顶砖高度h.top.block＝h.wall_2-(Math.Floor(h.wall_2/(h+t)))。

如图10所示，h.wall_2＝1840mm，按照整砖加灰缝的排列方式，计算顶砖高度h.top.block＝55mm。

5.2判断顶砖是否满足最小砌块要求

h.top.block≥block.h.min

5.3顶砖符合要求时进入5.4步骤，顶砖不符合要求时输出增加导墙高度、调整圈梁高度或借第一皮砖试算建议，由用户选择调整方式。作为结果调整并输出导墙高度(h.curb),顶部嵌缝/斜砌高度(h.qf/h.xq),顶砖高(h.top.block)，底砖高(h.bottom.block)。本案例调整第一皮砌块h.bottom.block＝h.top.block＝140mm。

5.4竖向排砖计算，计算偶数皮砖19(p1)，计算奇数皮砖(不含第一皮砖)20(p2)。

具体的，p＝(h.wall_2-h.top.block-h.bottom.block-2*t.x)/(240+t.x),p为奇数时，p1＝(p+1)/2,p为偶数时，p1＝p/2，p2＝p-p1。

如图10所示，p＝6,p1＝p2＝3

竖向排砖结果为：第一皮(底皮)140，第二皮240，第三皮240，第四皮240，第五皮240，第六皮240，第七皮240，第八皮(顶皮)140，顶部嵌缝30。

步骤6：在砌块排布工具中输入计算结果，在revit项目界面中排布，作为排砖结果展示，如图14所示。

如图11所示，本发明基于BIM的砌块的自动排布装置的一个实施例，包括输入模块、控制参数计算模块、砌块排布模块、排砖统计模块、剖切出图模块。

如图12所示，输入模块，显示包含多个预设参数信息的选择界面，并将获取到的用户在所述选择界面上选定的预设参数信息作为所述初始参数信息；和接收用户输入的自定义参数信息，以将所述用户输入的自定义参数信息作为所述初始参数信息。

控制参数计算模块，首先根据读取输入的墙体，识别简单墙范围。然后计算水平向排布参数，包括奇数皮起始砖(x1)，奇数皮终止砖(x2)，奇数皮终止第二块砖(x3)，偶数皮起始砖(y1)，偶数皮终止砖(y2)，偶数皮终止第二块砖(y3)，奇数皮整砖数量(N1)，偶数皮整砖数量(N2)。竖向排布参数，包括导墙高度(h.curb),顶部嵌缝/斜砌高度(h.qf/h.xq),顶砖高(h.top.block)，底砖高(h.bottom.block),偶数皮砖阵列数量(p1)，计算奇数皮砖阵列数量(不含第一皮砖)(p2)。

砌块排布模块，根据上一步计算结果进行转换，得到需砌筑每块砖的起点位置、终点位置，输入模型布置界面，调用Revit中可参数化的蒸压加气块族根据起点位置、终点位置进行排布。

如图13所示，排砖统计模块，统计Revit中所有建筑墙下各简单墙包含的整砖数量，非整砖规格及数量，优选地统计200mm，300mm砖的数量(裁切部分可复用)，灰缝体积。

如图14所示，剖切出图模块，支持用户点选revit界面中已砌筑好的墙体，自动生成剖面框，在revit剖面图界面生成该墙体剖面框，隐藏多余图面信息，并标注整砖、非整砖、墙体长度、高度、圈梁位置、洞口位置标注，形成排砖布置图。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)输入二次结构中墙体要求的砌筑参数；

(2)从BIM中读取需排砖建筑墙体的布置基线长度及高度；

(3)将所述需排砖建筑墙体处理成适于自动排布的简单墙体；

(4)进行水平方向的排砖数据计算；

(5)进行竖向的排砖数据计算；

(6)输出排布结果。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，步骤(1)中所述砌筑参数包括水平方向参数和竖向参数，其中水平方向参数包括砌块规格尺寸、水平灰缝宽度、马牙槎进退深度和最小砌块要求，竖向参数包括设计导墙高度、竖向塞缝高度范围、顶部斜砌高度范围以及是否选择借最底皮砖。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下步骤：

(31)筛选出墙上的圈梁，按标高排列；筛选出构造柱，按与墙起点的距离排列；分别记录并排序集合圈梁I＝(i1，i2,…in)，构造柱J＝(j1，j2,…jn)；

(32)识别圈梁高度、构造柱长度，分别记录为圈梁i(h)，构造柱j(l)；

(33)计算简单墙区域，圈梁i和i+1之间，构造柱j和j+1之间，围合范围即简单墙；

(34)识别待排砖的墙体新的两侧边界，边界条件分为两端为构造柱、一端构造柱和无构造柱，算出简单墙待排砖长度，即首皮砖或奇数皮砖需排砖长度L。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，所述步骤(4)包括如下步骤：

(41)水平排砖试算，首块为整砖，计算整砖带一道灰缝的排布数量(N)，以及整砖排布时最后一段剩余长度M；

(42)根据最后一段剩余长度M值在分类区间中查找对应的集合，匹配计算方法，限定6块可变砖其中的4块；

(43)计算控制参数，包括奇数皮起始砖长(x1)、奇数皮终止砖长(x2)、奇数皮终止第二块砖长(x3)、偶数皮起始砖长(y1)、偶数皮终止砖长(y2)、偶数皮终止第二块砖长(y3)；

(44)计算奇数皮整砖数量(N1)、偶数皮整砖数量(N2)。

5.根据权利要求4所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括如下步骤：

(45)短墙计算，计算当N1，N2＝-1，-2时，x1,x3,y1,y2,y3的配合调整值。

6.根据权利要求3所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，所述步骤(5)包括如下步骤：

(51)基于步骤(32)中简单墙结果，根据竖向构造形式扣除导墙、圈梁、嵌缝、斜砌高度后墙高h.wall_2，按照整砖加灰缝的排列方式，计算顶砖高度h.top.block＝h.wall_2-(Math.Floor(h.wall_2/(h+t)))；

(52)判断顶砖是否满足最小砖块要求，如满足h.top.block≥block.h.min，则跳至步骤(54)，如不满足，再继续到步骤(53)；

(53)输出增加导墙高度、调整圈梁高度或借第一皮砖的试算建议，由用户选择调整方式，作为结果调整并输出导墙高度h.curb、顶部嵌缝/斜砌高度h.qf/h.xq、顶砖高h.top.block、底砖高h.bottom.block；

(54)计算竖向排砖，包括偶数皮砖阵列数量p1和不含第一皮砖的奇数皮砖阵列数量p2。

7.根据权利要求1所述的基于BIM的砌块的自动排布方法，其特征在于，所述步骤(6)中，在砌块排布工具中输入计算结果，在BIM中排布并进行排砖结果展示。

8.一种基于BIM的砌块的自动排布装置，其特征在于，包括输入模块、控制参数计算模块、砌块排布模块、排砖统计模块和剖切出图模块；所述输入模块用于显示包含多个预设参数信息的选择界面，并将获取到的用户在所述选择界面上选定的预设参数信息作为初始参数信息；所述控制参数计算模块首先根据读取输入的墙体，识别简单墙范围，然后计算水平向排布参数，包括奇数皮起始砖长x1、奇数皮终止砖长x2、奇数皮终止第二块砖长x3、偶数皮起始砖长y1、偶数皮终止砖长y2、偶数皮终止第二块砖长y3、奇数皮整砖数量N1、偶数皮整砖数量N2，再计算竖向排布参数，包括导墙高度h.curb、顶部嵌缝/斜砌高度、h.qf/h.xq、顶砖高h.top.block、底砖高h.bottom.block、偶数皮砖阵列数量p1、计算不含第一皮砖的奇数皮砖阵列数量p2；所述砌块排布模块根据上一步计算结果进行转换，得到需砌筑每块砖的起点位置、终点位置，输入模型布置界面，调用Revit中可参数化的蒸压加气块族根据所述起点位置、终点位置进行排布；所述排砖统计模块用于统计BIM中所有建筑墙下各简单墙包含的整砖数量、非整砖规格及数量；所述剖切出图模块支持用户点选revit界面中已砌筑好的墙体，自动生成剖面框，在revit剖面图界面生成该墙体剖面框，隐藏多余图面信息，并标注整砖、非整砖、墙体长度、高度、圈梁位置、洞口位置标注，形成排砖布置图。

9.根据权利要求8所述的基于BIM的砌块的自动排布装置，其特征在于，所述输入模块还用于接收用户输入的自定义参数信息，以将所述用户输入的自定义参数信息作为所述初始参数信息。

10.根据权利要求8所述的基于BIM的砌块的自动排布装置，其特征在于，所述排砖统计模块统计BIM中所有建筑墙下各简单墙包含的整砖数量、非整砖规格及数量、灰缝体积。考虑到裁切后可再次使用的条件，因此也统计200mm，300mm砖的数量。

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