CN115788046A - 一种基于bim技术的装配式建筑施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，属于建筑节能技术领域，该基于BIM技术的装配式建筑施工方法包括以下步骤：安装水平支撑结构，对与拱肋连接的支撑框架施加预应力，使支撑框架在预应力的作用下产生向内收变形；在水平支撑结构上方吊装拱肋；在拱肋上沿垂直于拱肋的方向上安装联系梁，沿拱肋的顺向在拱肋内浇筑混凝土，沿拱肋的顺向将装配块进行装配，装配块的尺寸根据装配块计算模型得出，装配块计算模型以装配建筑应力最优为目标函数的上层装配块尺寸计算模型；以装配建筑体积最小为目标函数的下层装配块尺寸计算模型，本发明能够解决装配式建筑设计和搭建复杂、接口处受力不均匀、不牢固的问题。
Description
技术领域
本发明属于建筑节能技术领域，具体而言，涉及一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法。
背景技术
建筑模型信息化BIM技术已成为建筑设计发展趋势，目前各大设计院都在推广该技术，但收效甚微，核心痛点在于人才匮乏，人才培养及更替漫长。我们的创始人拥有海外15年资深建筑设计师经验，在BIM应用技术上积累了丰富的国际先进经验。我们的在线平台融合了创始人的BIM技术经验，能够帮助所有建筑设计师简单快速启动BIM应用实践，帮助设计院快速实现BIM技术转型，进而影响整个建筑业的产业升级。
BIM是指建筑信息模型(Building Information Mdeling)，是一种在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维建筑模型信息集成管理技术。BIMbrain则是一款基于云技术，能够实现设计到施工阶段自动化传递数据的互联网在线转换工具。在自动转化的过程中，供应商产品的标准信息都将出现在几何模型上，包括产品性信息如材料颜色等，以及施工安装信息和保修信息等，通过这一环节的具象化增强后面施工的可预测性。
目前，国家大力提倡装配式建筑和BIM技术的发展，随着装配式建筑项目的不断推进，减少了环境污染，促进建筑行业的健康、持续发展，由于建造过程中发现，项目数据较多、难以快捷地保存查询，各参建方协同性较差，单纯文字可视化水平低、共享性差等问题，因此将BIM技术引入装配式建筑施工组织设计中，能够保证施工现场有序进行，促进装配式建筑能够更好、更快发展。
装配式建筑是把在工厂中预制好的构件直接在工地上进行装配，主要靠吊装机械进行作业，但是构件间的连接和固定需要靠人工实施，经常会进行高空作业，存在很多安全隐患，特别是建筑外墙板的吊装，在人工进行构件的固定时，工作空间有限，搭设工作平台又耽误工期，装配多层建筑中逐层搭设工作平台耗材耗时，具有设计和搭建复杂、接口处受力不均匀、固定不牢固的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，能够解决装配式建筑设计和搭建复杂、接口处受力不均匀、不牢固的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的第一实施例，其中，包括以下步骤：
S1：安装水平支撑结构，对与拱肋连接的支撑框架施加预应力，使所述支撑框架在预应力的作用下产生向内收变形；
S2：在所述水平支撑结构上方吊装所述拱肋；
S3：在所述拱肋上沿垂直于所述拱肋的方向上安装联系梁，沿着所述拱肋的顺向在所述拱肋内浇筑混凝土，沿所述拱肋的顺向将装配块进行装配。所述拱肋为钢-混凝土组合拱肋。
所述大跨度装配式组合拱形重屋顶结构包括：
下部支承结构，包括相连接的至少两层支撑框架；
拱形承重组件，包括钢-混凝土组合拱肋，所述钢-混凝土组合拱肋与支撑框架通过拱脚节点连接，所述钢-混凝土组合拱肋包括：带有外伸翼缘的箱型钢拱，填充在所述箱型钢拱内的混凝土拱；
拱间联系梁，沿所述第一方向连接所述箱型钢拱；
屋面板，沿所述第二方向位于所述箱型钢拱上方；
其中，所述钢-混凝土组合拱肋跨度大于60米；
所述第一方向与所述第二方向垂直。
在上述技术方案的基础上，本发明的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法还可以做如下改进:
其中，本发明提供一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的第二实施例，包括以下步骤：
第一步、预制外墙板7和叠合板71，外墙板7的表面通过螺栓安装有导轨72；
第二步、基坑开挖，地下建筑结构完成，浇筑地表层，地表层的上表面预留连接钢筋；
第三步、抬升设备的准备，以及在地面搭建塔式起重机；
第四步、利用塔式起重机挂钩起吊外墙板7，外墙板7的下表面与地表层的上表面搭接，安装墙体斜支撑，调整外墙板7的垂直度，利用连接钢筋和灌浆机对外墙板进行连接加固，继续安装同楼层其他外墙板7，各外墙板7相互之间进行加固，形成建筑连续外墙，在外墙板7的上表面吊装叠合板71；
第五步、安装在地表层上的外墙板有导轨72，将抬升设备与导轨72连接；
第六步、吊装外墙板7至抬升设备，利用抬升设备固定外墙板7，抬升设备将外墙板7抬升至上一楼层，以及进行上一楼层外墙板7的组装和加固；
第七步、利用塔式起重机挂钩起吊其他构件，完成建筑装配。
进一步的，所述装配块的尺寸根据装配块计算模型得出，所述装配块计算模型的计算步骤如下：
S1：以装配建筑应力最优为目标函数，建立考虑自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间持续性约束的上层装配块尺寸计算模型；
S2：以装配建筑体积最小为目标函数，建立考虑自身重量、成本、使用寿命、安装时间、桥面弧度值、承载力要求持续约束的下层装配块尺寸计算模型；
S3：以所述上层装配块尺寸计算模型和所述下层装配块尺寸计算模型建立以装配建筑应力最优为领导者、装配建筑体积最小为跟从者的主从博弈模型；
S4：分别确定所述上层装配块尺寸计算模型和所述下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件；
S5：分别在所述上上层装配块尺寸计算模型和所述下层装配块尺寸计算模型的约束条件下，将成本数据、安装时间数据、安装工人数数据、应力承受力数据、使用寿命数据输入所述主从博弈模型并求解，输出最优装配体尺寸方案；
S6：以所得到的最优装配体尺寸方案对装配建筑进行调度；
其中，所述上层装配块尺寸计算模型的目标函数为：自身重量、桥面跨度、使用寿命；
式中，PN为上层装配块尺寸计算模型的承载力指标，q为建造桥梁所需的最小重量；w为桥梁所需的最小跨度；v为建造桥梁的最短使用寿命；Q为建造桥梁所需的最大重量；W为建造桥梁所需的最大跨度；V为建造桥梁最长使用寿命；a为自身重量影响因子；b为桥面跨度影响因子；d为使用寿命影响因子；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Bsupport为桥面跨度；Dyears为桥梁使用寿命；
所述下层装配块尺寸计算模型的目标函数为：建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求；
式中，Pv为桥梁体积最小目标，h为桥面厚度下限；H为桥面厚度上限；r为建造成本下限；R为建造成本上限；y为桥面弧度的下限；Y为桥面弧度的上限；C为桥面跨度的上限；c为桥面跨度的下限；F为桥面厚度系数；fv为桥面厚度影响因子；O为建造成本系数；ov为建造成本影响因子；E为桥面弧度系数；ev为桥面弧度影响因子；n为承载力要求系数；βn为承载力要求影响因子。
抬升设备包括导轨表面滑动连接的动力平台，动力平台的表面滑动连接有平移板，平移板的上表面转动连接有翻转架，翻转架和平移板之间设置有液压伸缩杆。所述翻转架的上表面设置有固定导轨的连接器。
所述动力平台的上表面设置有动力设备。
所述外墙板的下表面预留有与连接钢筋相匹配的注浆加固孔。
所述外墙板的上表面和叠合板的上表面均设置有连接钢筋。
进一步的，所述上层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括自身重量、桥面跨度、使用寿命，其中：
自身重量约束：
Aweight,min≤Aweight≤Aweight,max
式中，Aweight,min为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最小值；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Aweight,max为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最大值；
桥面跨度约束：
Bsupport,min≤Bsupport≤Bsupport,max
式中，Bsupport,min为桥面跨度最小值；Bsupport为桥面跨度；Bsupport,max桥面跨度最大值；
使用寿命约束：
Dyears,min≤Dyears≤Dyears,max
式中，Dyears,min为桥梁使用寿命最小值；Dyears为桥梁使用寿命；Dyears,max为桥梁使用寿命最大值。
进一步的，所述下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求，其中：
桥面厚度要求约束：
Fmin≤F≤Fmax
式中，Fmin为桥面厚度最小值；F为桥面厚度系数；Fmax桥面厚度最大值；
建造成本约束：
Omin≤O≤Omax
式中，Omin为桥梁建造成本的最小值；O为建造成本系数；Omax为桥梁建造成本的最大值；
桥面弧度值约束：
Emin≤E≤Emax
式中，Emin为桥面弧度的最小值；E为桥面弧度系数；Emax为桥面弧度的最大值；
承载力要求约束：
nmin≤n≤nmax
式中，nmin为桥梁承载力最小值；n为承载力要求系数；n,max为桥梁承载力最大值。
其中，求解所述主从博弈模型的方法为利用Gurobi求解器与粒子群优化算法相结合的方法，将装配建筑应力最优时对应的装配块尺寸和装配建筑体积最小的装配块尺寸作为所述改进例子群算法的粒子的位置和速度。
其中，所述求解所述主从博弈模型的步骤包括：
步骤1：输入装配建筑应力最优与装配建筑体积最小的一致相关参数；
步骤2：设置粒子群优化算法的相关参数、求解的迭代次数；
步骤3：利用粒子群优化算法初始化装配建筑应力最优的尺寸数据；
步骤4：利用Gurobi求解下层装配块尺寸与下层装配块尺寸的平衡值，并计算双方对应的装配块尺寸，得到起始最优数据；
步骤5：令迭代次数r＝1，进入迭代优化部分；
步骤6：根据当前下层建筑体积最小装配块尺寸的建筑体积最小策略，利用粒子群优化算法生成新的建筑体积策略；
步骤7：根据当前上层建筑应力最优装配块尺寸的建筑应力最优策略，利用Gurobi求解下层建筑体积最小装配块尺寸的装配块尺寸；
步骤8：计算此段下层建筑体积最小的装配块尺寸，保存当前迭代最优解；
步骤9：判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数R，若未达到最大迭代次数，重复步骤6-8的迭代过程，直到达到最大迭代次数R的时候，输出当前最优解；其中，最大迭代次数R可根据经验确定，通常为10-15。
其中，所述最优装配块尺寸包括建筑应力最优时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、施工人数以及建筑体积最小时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、桥面弧度值。
进一步的，所述装配块采用铅锌尾矿、硅砂、石灰、水泥组合而成。
进一步的，所述外墙板的由混凝土材料混合而成。
与现有技术相比较，本发明提供的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的有益效果是：通过使用装配块计算模型能够快速计算出最适合装配的装配块大小，使得在使用此装配块进行安装时，简单快速，同时能够保证装配块安装处的接口应力承受最优，保证结构的强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的第一实施例示意图；
图2为一种基于BIM技术建立主从博弈模型的流程图；
图3为一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的第二实施例示意图；
图4为一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、水平支撑结构；2、拱肋；3、联系梁；4、拉梁；5、拱脚节点；51、第一拱脚节点；52、第二拱脚节点；6、装配块；7、外墙板；71、叠合板；72、导轨；73、地表层；74、连接钢筋；75、动力平台；76、平移板；77、翻转架；78、液压伸缩杆；79、连接器；8、动力设备；
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图4所示，是本发明提供的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的流程图，包括以下步骤：
S1：安装水平支撑结构1，对与拱肋2连接的支撑框架施加预应力，使支撑框架在预应力的作用下产生向内收变形；
S2：在水平支撑结构1上方吊装拱肋2；
S3：在拱肋2上沿垂直于拱肋2的方向上安装联系梁3，沿拱肋2的顺向在拱肋2内浇筑混凝土，沿拱肋2的顺向将装配块6进行装配。
其中，是本发明提供的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法的流程图，包括以下步骤：
第一步、预制外墙板7和叠合板71，外墙板7的表面通过螺栓安装有导轨72；
第二步、基坑开挖，地下建筑结构完成，浇筑地表层，地表层的上表面预留连接钢筋；
第三步、抬升设备的准备，以及在地面搭建塔式起重机；
第四步、利用塔式起重机挂钩起吊外墙板7，外墙板7的下表面与地表层的上表面搭接，安装墙体斜支撑，调整外墙板7的垂直度，利用连接钢筋和灌浆机对外墙板进行连接加固，继续安装同楼层其他外墙板7，各外墙板7相互之间进行加固，形成建筑连续外墙，在外墙板7的上表面吊装叠合板71；
第五步、安装在地表层上的外墙板有导轨72，将抬升设备与导轨72连接；
第六步、吊装外墙板7至抬升设备，利用抬升设备固定外墙板7，抬升设备将外墙板7抬升至上一楼层，以及进行上一楼层外墙板7的组装和加固；
第七步、利用塔式起重机挂钩起吊其他构件，完成建筑装配。
进一步的，在上述技术方案中，外墙板的尺寸根据上述的装配块计算模型进行计算，装配块6的尺寸根据装配块计算模型得出。装配块计算模型的计算步骤如下：
S1：以装配建筑应力最优为目标函数，建立考虑自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间持续性约束的上层装配块尺寸计算模型；
S2：以装配建筑体积最小为目标函数，建立考虑自身重量、成本、使用寿命、安装时间、桥面弧度值、承载力要求持续约束的下层装配块尺寸计算模型；
S3：以上层装配块尺寸计算模型和下层装配块尺寸计算模型建立以装配建筑应力最优为领导者、装配建筑体积最小为跟从者的主从博弈模型；
S4：分别确定上层装配块尺寸计算模型和下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件；
S5：分别在上上层装配块尺寸计算模型和下层装配块尺寸计算模型的约束条件下，将成本数据、安装时间数据、安装工人数数据、应力承受力数据、使用寿命数据输入主从博弈模型并求解，输出最优装配体尺寸方案；
S6：以所得到的最优装配体尺寸方案对装配建筑进行调度；
其中，上层装配块尺寸计算模型的目标函数为：自身重量、桥面跨度、使用寿命；
式中，PN为上层装配块尺寸计算模型的承载力指标，q为建造桥梁所需的最小重量；w为桥梁所需的最小跨度；v为建造桥梁的最短使用寿命；Q为建造桥梁所需的最大重量；W为建造桥梁所需的最大跨度；V为建造桥梁最长使用寿命；a为自身重量影响因子；b为桥面跨度影响因子；d为使用寿命影响因子；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Bsupport为桥面跨度；Dyears为桥梁使用寿命；
下层装配块尺寸计算模型的目标函数为：建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求；
式中，Pv为桥梁体积最小目标，h为桥面厚度下限；H为桥面厚度上限；r为建造成本下限；R为建造成本上限；y为桥面弧度的下限；Y为桥面弧度的上限；C为桥面跨度的上限；c为桥面跨度的下限；F为桥面厚度系数；fv为桥面厚度影响因子；O为建造成本系数；ov为建造成本影响因子；E为桥面弧度系数；ev为桥面弧度影响因子；n为承载力要求系数；βn为承载力要求影响因子。
进一步的，在上述技术方案中，上层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括自身重量、桥面跨度、使用寿命，其中：
自身重量约束：
Aweight,min≤Aweight≤Aweight,max
式中，Aweight,min为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最小值；；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Aweight,max为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最大值；
桥面跨度约束：
Bsupport,min≤Bsupport≤Bsupport,max
式中，Bsupport,min为桥面跨度最小值；Bsupport为桥面跨度；Bsupport,max桥面跨度最大值；
使用寿命约束：
Dyears,min≤Dyears≤Dyears,max
式中，Dyears,min为桥梁使用寿命最小值；Dyears为桥梁使用寿命；Dyears,max为桥梁使用寿命最大值。
进一步的，在上述技术方案中，下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求，其中：
桥面厚度要求约束：
Fmin≤F≤Fmax
式中，Fmin为桥面厚度最小值；F为桥面厚度系数；Fmax桥面厚度最大值；
建造成本约束：
Omin≤O≤Omax
式中，Omin为桥梁建造成本的最小值；O为建造成本系数；Omax为桥梁建造成本的最大值；
桥面弧度值约束：
Emin≤E≤Emax
式中，Emin为桥面弧度的最小值；E为桥面弧度系数；Emax为桥面弧度的最大值；
承载力要求约束：
nmin≤n≤nmax
式中，nmin为桥梁承载力最小值；n为承载力要求系数；nmax为桥梁承载力最大值。
其中，在上述技术方案中，求解主从博弈模型的方法为利用Gurobi求解器与粒子群优化算法相结合的方法，将装配建筑应力最优时对应的装配块尺寸和装配建筑体积最小的装配块尺寸作为改进例子群算法的粒子的位置和速度。
其中，在上述技术方案中，求解主从博弈模型的步骤包括：
步骤1：输入装配建筑应力最优与装配建筑体积最小的一致相关参数；
步骤2：设置粒子群优化算法的相关参数、求解的迭代次数；
步骤3：利用粒子群优化算法初始化装配建筑应力最优的尺寸数据；
步骤4：利用Gurobi求解下层装配块尺寸与下层装配块尺寸的平衡值，并计算双方对应的装配块尺寸，得到起始最优数据；
步骤5：令迭代次数r＝1，进入迭代优化部分；
步骤6：根据当前下层建筑体积最小装配块尺寸的建筑体积最小策略，利用粒子群优化算法生成新的建筑体积策略；
步骤7：根据当前上层建筑应力最优装配块尺寸的建筑应力最优策略，利用Gurobi求解下层建筑体积最小装配块尺寸的装配块尺寸；
步骤8：计算此段下层建筑体积最小的装配块尺寸，保存当前迭代最优解；
步骤9：判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数R，若未达到最大迭代次数，重复步骤6-8的迭代过程，直到达到最大迭代次数R的时候，输出当前最优解；其中，最大迭代次数R可根据经验确定，通常为10-15。
其中，在上述技术方案中，最优装配块尺寸包括建筑应力最优时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、施工人数以及建筑体积最小时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、桥面弧度值。
其中，在上述技术方案中，所述装配块采用铅锌尾矿、硅砂、石灰、水泥组合而成。
其中，在上述技术方案中，所述外墙板的由混凝土材料混合而成。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：安装水平支撑结构，对与拱肋连接的支撑框架施加预应力，使所述支撑框架在预应力的作用下产生向内收变形；
S2：在所述水平支撑结构上方吊装所述拱肋；
S3：在所述拱肋上沿垂直于所述拱肋的方向上安装联系梁，沿所述拱肋的顺向在所述拱肋内浇筑混凝土，沿所述拱肋的顺向将装配块进行装配。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、预制外墙板和叠合板，外墙板的表面通过螺栓安装有导轨；
第二步、基坑开挖，地下建筑结构完成，浇筑地表层，地表层的上表面预留连接钢筋；
第三步、抬升设备的准备，以及在地面搭建塔式起重机；
第四步、利用塔式起重机挂钩起吊外墙板，外墙板的下表面与地表层的上表面搭接，安装墙体斜支撑，调整外墙板的垂直度，利用连接钢筋和灌浆机对外墙板进行连接加固，继续安装同楼层其他外墙板，各外墙板相互之间进行加固，形成建筑连续外墙，在外墙板的上表面吊装叠合板；
第五步、安装在地表层上的外墙板有导轨，将抬升设备与导轨连接；
第六步、吊装外墙板至抬升设备，利用抬升设备固定外墙板，抬升设备将外墙板抬升至上一楼层，以及进行上一楼层外墙板的组装和加固；
第七步、利用塔式起重机挂钩起吊其他构件，完成建筑装配。
3.根据权利要求2所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述装配块的尺寸根据装配块计算模型得出，所述装配块计算模型的计算步骤如下：
S1：以装配建筑应力最优为目标函数，建立考虑自身重量、成本、桥面跨度、使用寿命、安装时间持续性约束的上层装配块尺寸计算模型；
S2：以装配建筑体积最小为目标函数，建立考虑自身重量、成本、使用寿命、安装时间、桥面弧度值、承载力要求持续约束的下层装配块尺寸计算模型；
S3：以所述上层装配块尺寸计算模型和所述下层装配块尺寸计算模型建立以装配建筑应力最优为领导者、装配建筑体积最小为跟从者的主从博弈模型；
S4：分别确定所述上层装配块尺寸计算模型和下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件；
S5：分别在所述上上层装配块尺寸计算模型和所述下层装配块尺寸计算模型的约束条件下，将成本数据、安装时间数据、安装工人数数据、应力承受力数据、使用寿命数据输入所述主从博弈模型并求解，输出最优装配体尺寸方案；
S6：以所得到的最优装配体尺寸方案对装配建筑进行调度；
其中，所述上层装配块尺寸计算模型的目标函数为：自身重量、桥面跨度、使用寿命；
式中，PN为上层装配块尺寸计算模型的承载力指标，q为建造桥梁所需的最小重量；w为桥梁所需的最小跨度；v为建造桥梁的最短使用寿命；Q为建造桥梁所需的最大重量；W为建造桥梁所需的最大跨度；V为建造桥梁最长使用寿命；a为自身重量影响因子；b为桥面跨度影响因子；d为使用寿命影响因子；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Bsupport为桥面跨度；Dyears为桥梁使用寿命；
所述下层装配块尺寸计算模型的目标函数为：建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求；
式中，Pv为桥梁体积最小目标，h为桥面厚度下限；H为桥面厚度上限；r为建造成本下限；R为建造成本上限；y为桥面弧度的下限；Y为桥面弧度的上限；C为桥面跨度的上限；c为桥面跨度的下限；F为桥面厚度系数；fv为桥面厚度影响因子；O为建造成本系数；ov为建造成本影响因子；E为桥面弧度系数；ev为桥面弧度影响因子；n为承载力要求系数；βn为承载力要求影响因子。
4.根据权利要求3所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述上层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括自身重量、桥面跨度、使用寿命，其中：
自身重量约束：
Aweight,m,in≤Aweight≤Aweight,max
式中，Aweight,min为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最小值；Aweight为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量；Aweight,max为上层装配块尺寸计算模型的装配块的自身重量的最大值；
桥面跨度约束：
Bsupport,min≤Bsupport≤Bsupport,max
式中，Bsupport,min为桥面跨度最小值；Bsupport为桥面跨度；Bsupport,max为桥面跨度最大值；
使用寿命约束：
Dyears,min≤Dyears≤Dyears,max
式中，Dyears,min为桥梁使用寿命最小值；Dyears为桥梁使用寿命；Dyears,max为桥梁使用寿命最大值。
5.根据权利要求3所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述下层装配块尺寸计算模型的目标函数的约束条件包括建立考虑桥面厚度、成本、桥面弧度值、承载力要求，其中：
桥面厚度要求约束：
Fmin≤F≤Fmax
式中，F，min为桥面厚度最小值；F为桥面厚度系数；F，max为桥面厚度最大值；
建造成本约束：
Omin≤O≤Omax
式中，Omin为桥梁建造成本的最小值；O为建造成本系数；Omax为桥梁建造成本的最大值；
桥面弧度值约束：
Emin≤E≤Emax
式中，Emin为桥面弧度的最小值；E为桥面弧度系数；Emax为桥面弧度的最大值。
承载力要求约束：
nmin≤n≤nmax
式中，nmin为桥梁承载力最小值；nmax为桥梁承载力最大值。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，求解所述主从博弈模型的方法为利用Gurobi求解器与粒子群优化算法相结合的方法，将装配建筑应力最优时对应的装配块尺寸和装配建筑体积最小的装配块尺寸作为所述改进例子群算法的粒子的位置和速度。
7.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述求解所述主从博弈模型的步骤包括：
步骤1：输入装配建筑应力最优与装配建筑体积最小的一致相关参数；
步骤2：设置粒子群优化算法的相关参数、求解的迭代次数；
步骤3：利用粒子群优化算法初始化装配建筑应力最优的尺寸数据；
步骤4：利用Gurobi求解下层装配块尺寸与下层装配块尺寸的平衡值，并计算双方对应的装配块尺寸，得到起始最优数据；
步骤5：令迭代次数r＝1，进入迭代优化部分；
步骤6：根据当前下层建筑体积最小装配块尺寸的建筑体积最小策略，利用粒子群优化算法生成新的建筑体积策略；
步骤7：根据当前上层建筑应力最优装配块尺寸的建筑应力最优策略，利用Gurobi求解下层建筑体积最小装配块尺寸的装配块尺寸；
步骤8：计算此段下层建筑体积最小的装配块尺寸，保存当前迭代最优解；
步骤9：判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数R，若未达到最大迭代次数，重复步骤6-8的迭代过程，直到达到最大迭代次数R的时候，输出当前最优解；其中，最大迭代次数R可根据经验确定，通常为10-15。
8.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述最优装配块尺寸包括建筑应力最优时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、施工人数以及建筑体积最小时的自身重量、成本、承载力要求、使用寿命、安装时间、桥面弧度值。
9.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述装配块采用铅锌尾矿、硅砂、石灰、水泥组合而成。
10.根据权利要求2所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方法，其特征在于，所述外墙板的由混凝土材料混合而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211618143.XA CN115788046A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种基于bim技术的装配式建筑施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211618143.XA CN115788046A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种基于bim技术的装配式建筑施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115788046A true CN115788046A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85425660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211618143.XA Withdrawn CN115788046A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种基于bim技术的装配式建筑施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115788046A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116950315A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-27 | 中国建筑第二工程局有限公司 | 一种异型弧形屋面施工方法 |
| CN118313051A (zh) * | 2024-06-11 | 2024-07-09 | 中建安装集团黄河建设有限公司 | 一种大跨度钢结构施工方法 |
-
2022
- 2022-12-15 CN CN202211618143.XA patent/CN115788046A/zh not_active Withdrawn
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