CN116305504B - 基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，属于数据处理技术领域，将在Revit中的混凝土梁、柱模型导入Dynamo中进行楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系及混凝土梁模板桁架竖向支撑的模型构建，并在构建的模型上添加截面规格、材料性能、边界条件，形成组装式桁架及支撑系统力学模型。本发明弥补了通过三维力学计算模型进行组装式桁架及支撑内力分析的技术空白。

Description

基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，具体涉及基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法。

背景技术

组装式桁架内力计算是组装式桁架模板支撑设计中最基础的技术工作。获得组装式桁架在恒、活荷载标准值作用下的内力，根据相关规范规定将恒、活载标准值作用下的内力组合成轴力、剪力、弯矩设计值进行相关验算。

但是目前行业内产品标准仅提供了单位均布荷载作用下的轴力、剪力、弯矩、挠度位移等计算的图表，还没有利用Dynamo构建力学模型辅助进行内力计算的方法。

发明内容

针对行业产品标准，本发明提供一种基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，利用Dynamo构建力学模型辅助进行内力计算。

本发明提供的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，具体步骤包括：

S1、将Revit中的混凝土梁、柱模型导入Dynamo中，根据混凝土梁、柱模型确定楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线；

S2、构建《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A规定的水平桁架单元，并以附录B的组合形式组装成多种单跨水平桁架，分别按照楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线的长度筛选单跨水平桁架，在坐标原点组装成两种组装式水平桁架单元，并分别布置到对应的楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线上；

S3、构建附录A规定的竖向桁架单元，并以附录C的组装工况组装成多种竖向桁架混合支撑；按照楼板水平桁架基准线长度筛选竖向桁架混合支撑，在坐标原点组装成竖向桁架混合支撑基本单元，并布置到楼板水平桁架基准线上；

S4、将楼板水平桁架基准线上的组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成楼板支撑体系；将横向混凝土梁支撑体系基准线上组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成横向混凝土梁支撑体系；将楼板水平桁架基准线上的竖向桁架混合支撑基本单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨竖向桁架单元的顶点，形成纵向混凝土梁支撑体系；

S5、将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线平移复制到纵向混凝土梁支撑体系中单跨竖向桁架的顶点位置，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆，以支撑横杆的起始点和末位点为定位点，构建横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑立杆和螺旋形斜杆，形成混凝土梁模板桁架竖向支撑；

S6、楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成组装式桁架及支撑系统模型，为组装式桁架及支撑系统模型的模型线添加截面规格、材料性能、边界条件，形成组装式桁架及支撑系统力学模型。

上述S1的具体步骤如下：

将Revit中的混凝土梁、柱模型利用Select Model Elements命令选入Dynamo中；

筛选纵向混凝土梁模型、横向混凝土梁模型，将横向混凝土梁模型的起始点向末尾点方向、末尾点向起始点方向分别平移450mm，将平移得到的两点进行连接后形成的连接线向下平移楼板的面板厚度和木方高度之和的距离，得到楼板水平桁架基准线；

利用Topology.Face命令获取混凝土柱模型的拓扑面，并选取混凝土柱的顶部的拓扑面，利用Surface.PerimeterCurves命令获取构成拓扑面的边界曲线，通过对边界曲线进行偏移得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线，其中设定偏移柱模板背部支撑厚度以及技术操作空间之和的距离；

利用Parameter By Name命令获取混凝土梁模型的截面高度，连接相邻横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线的起始点，将起始点连接线长度减去横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线长度，删除重叠线后，得到横向混凝土梁支撑体系基准线，设置其标高为楼板水平桁架基准线的标高高度减去横向混凝土梁截面高度。

上述S2的具体步骤如下：

通过连点成线的方式构建附录A规定的I型、II型水平桁架单元；

以坐标原点为单跨水平桁架上弦杆中点，复制I型、II型水平桁架单元，按照附录B的水平桁架单元的组合形式，利用List.Join命令进行组装，形成基本跨度为2000mm、3000mm、4000mm、5000mm的单跨水平桁架的集合列表，列表中的各单跨水平桁架按照基本跨度由小到大的顺序排列，并自动填写索引项；

将分别要布置到楼板水平桁架基准线或横向混凝土梁支撑体系基准线上的组装式水平桁架单元按照以下方法进行组装：在单跨水平桁架的集合列表中选择基本跨度等于桁架基准线长度的单跨水平桁架进行组装；若列表中单跨水平桁架的基本跨度小于桁架基准线长度的情况下，则利用索引项表示的大小顺序筛选基本跨度小于且最接近桁架基准线长度的单跨水平桁架用于组装成组装式水平桁架单元，并组装式水平桁架单元两端设置一定长度水平端杆直到总长度达到桁架基准线长度，当水平端杆长度大于150mm时，设置用于支撑水平端杆的落地立杆，间隔设置用于连接落地立杆和横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的双向水平杆，间隔距离根据横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的节点确定；单跨水平桁架、水平端杆、落地立杆、双向水平杆共同构成组装式水平桁架单元；

将组装式水平桁架单元从坐标原点平移至对应的桁架基准线上，并使组装式水平桁架单元上弦杆中点与桁架基准线中点重合；旋转组装式水平桁架单元，使其与桁架基准线方向一致；

S2中所述的桁架基准线为S1中楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线中的任意一种。

上述S3的具体步骤如下：

通过连点成线的方式构建附录B规定的I型、II型、III型竖向桁架单元；

以坐标原点为竖向桁架混合支撑左右顶点连接线中点，复制I型、II型、III型竖向桁架单元，按照附录C的竖向桁架单元的组装工况，利用List.join命令进行组装，形成竖向桁架组装高度为2350mm、3100mm、3400mm、4100mm、4500mm、4850mm的竖向桁架混合支撑；

将竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H减去竖向桁架组装高度得到扣件式钢管支架与托撑高度，在竖向桁架混合支撑上设置扣件式钢管支架与托撑，形成竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为3100mm、3400mm、4000mm、4300mm、4600mm、4900mm、5200mm、5500mm、5800mm的竖向桁架混合支撑基本单元的集合列表，列表中的竖向桁架混合支撑基本单元按照距离H由小到大的顺序排列，并自动填写索引项；利用索引项在列表中筛选在竖向桁架混合支撑基本单元的距离H与混凝土柱模型的高度相同的竖向桁架混合支撑基本单元用于布置竖向桁架混合支撑基本单元；

将竖向桁架混合支撑基本单元从坐标原点向获取楼板水平桁架基准线平移，使竖向桁架混合支撑基本单元左右顶点连接的中点与楼板水平桁架基准线端点重合；旋转竖向桁架混合支撑基本单元，使其与楼板水平桁架基准线方向一致，至此完成单个竖向桁架混合支撑基本单元的放置，然后沿楼板水平桁架基准线方向对称布置竖向桁架混合支撑基本单元。

上述S4的具体步骤如下：

通过Length命令获取纵向混凝土梁模型长度L₁，以纵向混凝土梁模型长度L₁减去混凝土梁模型两端嵌入混凝土柱模型的截面长度、柱模板背部支撑厚度以及工人操作空间的差值作为布置距离，用于排布组装式水平桁架单元、竖向桁架混合支撑基本单元，且根据布置距离居中进行均匀排布，即：将布置距离按照纵向桁架间距均分，并在均匀排布后两端分别预留均分后的剩余距离；

在均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元中提取I型、II型、III型竖向桁架单元顶点，并顺次进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆，交错进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆；均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元、纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆和纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆共同构成了纵向混凝土梁支撑体系；

在楼板水平桁架基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆顶点，并顺次连接，形成楼板支撑体系的纵向横杆；在楼板水平桁架基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元和楼板支撑体系的纵向横杆共同构成了楼板支撑体系；

在横向混凝土梁支撑体系基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆、下弦杆顶点，将相邻横向混凝土梁支撑体系的组装式水平桁架单元顶点进行连接，形成横向混凝土梁支撑体系的纵向横杆；

当横向混凝土梁支撑体系与楼板支撑体系距离大于300mm时，在横向混凝土梁支撑体系的纵向横杆上搭设立杆，用于连接并支撑楼板支撑体系，立杆距离横向混凝土梁模型的距离小于或等于150mm；

横向混凝土梁支撑体系的组装式水平桁架单元、纵向横杆以及立杆共同构成了横向混凝土梁支撑体系。

上述S5的具体步骤如下：

提取纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆的标高位置作为横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆定位点，将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线依次向下平移相邻定位点标高高度的距离，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆，使得纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆连接在横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆上；

利用Curve.StartPoint、Curve.EndPoint命令提取横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆的起始点、末尾点，并形成支撑横杆的起始点、末尾点矩阵列表，将横杆起始点矩阵列表进行转置，顺序连接转置后的起始点得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑立杆；利用List.RestOfItems命令将转置后的起始点列表删除第一项的起始点后，与转置后的末尾点列表依次相连接，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑螺旋形斜杆；

横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆、支撑立杆、螺旋形斜杆共同构成混凝土梁模板桁架竖向支撑。

上述S6的具体步骤如下：

Dynamo中楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成组装式桁架及支撑系统模型，将组装式桁架及支撑系统模型的模型线进行分类归集；根据《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A的杆件规格，将所述截面规格、材料性能指定给对应的模型线；定义边界条件并设置边界条件的坐标位置，形成组装式桁架及支撑力学模型。

具体地，按照国家标准设置荷载分项系数，并添加结构自重、施工活荷载、附加水平荷载以及风荷载工况，将该力学模型以及荷载参数通过Analysis.Calculate命令导入至Robot中，在Robot中进行有限元分析计算，得到在不同荷载工况下产生的组装式桁架及支撑系统的水平、竖向桁架混合支撑基本单元各杆件内力标准值以及最大挠度、拼接节点内力标准值，将其利用《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的第五章对应的公式中对组装式桁架及支撑力学模型进行验算，当不符合规范要求时，通过修改组装式桁架及支撑系统力学模型的相关参数、截面尺寸，重新进行验算直至符合设计要求为止。

本发明的有益效果在于：

1、利用软件辅助设计的手段，减小组装式桁架及支撑系统设计的难度，提高组装式桁架及支撑系统设计效率和准确性，大大降低工程设计人员的操作难度；本发明并不是简单的力学结构模型的过度简化，通过本发明提供的方法得到的数据结果更加贴合工程实际。

2、提供了行业内产品标准提供的单位均布荷载作用下的轴力、剪力、弯矩、挠度位移等计算的图表方法外的另一种计算方法，即利用Dynamo构建力学模型辅助进行内力计算的方法，有利于在建立的组装式桁架及支撑系统力学模型基础上增设准确有效实现规范要求的内力分析与安全验算。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法的流程图；

图2是本发明实施例建立的楼板水平桁架、横向混凝土梁支撑、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线的模型图；

图3是本发明实施例建立的组装式水平桁架单元、竖向桁架混合支撑基本单元的模型图；

图4是本发明实施例建立的组装式桁架及支撑力学模型平面的模型图；

图5是本发明实施例建立的组装式桁架及支撑系统模型的三维模型图；

其中，1、横向混凝土梁支撑体系基准线；2、楼板水平桁架基准线；3、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线；4、基本跨度为5000mm的单跨水平桁架5、落地立杆；6、竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为5200mm的竖向桁架混合支撑基本单元；7、水平端杆；8、双向水平杆；9、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑；10、横向混凝土梁支撑体系；11、纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆；12、纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆；13、楼板支撑体系的纵向横杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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、完整的描述，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，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本发明中出现的关键术语进行解释。

Robot是用于结构分析和结构设计的应用软件。

Dynamo是一种可视化编程工具，用于定义关系和创建算法。

Revit是一种针对BIM建筑信息模型设计的工具。

为了便于对本发明的理解，下面选取拟搭设组装式桁架及支撑力学模型，对本发明提供的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法做进一步的描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，包括：

S1、根据混凝土梁、柱确定基准线：将Revit中的混凝土梁、柱模型导入Dynamo中，根据混凝土梁、柱模型确定楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线。

如图2所示，上述操作具体的实施方式如下：

将Revit中的混凝土梁、柱模型选入Dynamo中；

筛选纵向混凝土梁模型、横向混凝土梁模型，将横向混凝土梁模型的起始点向末尾点方向、末尾点向起始点方向分别平移450mm，将平移得到的两点进行连接后形成的连接线向下平移楼板的面板厚度和木方高度之和的距离，得到楼板水平桁架基准线2；

利用Topology.Face命令获取混凝土柱模型的拓扑面，并选取混凝土柱的顶部的拓扑面，利用Surface.PerimeterCurves命令获取构成拓扑面的边界曲线，通过对边界曲线进行偏移得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3，其中设定偏移柱模板背部支撑厚度以及技术操作空间之和的距离；

利用Parameter By Name命令获取混凝土梁模型的截面高度，连接相邻横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3的起始点，将起始点连接线长度减去横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3长度，删除重叠线后，得到横向混凝土梁支撑体系基准线1，设置其标高为楼板水平桁架基准线2的标高高度减去横向混凝土梁截面高度。

S2、建立组装式水平桁架单元，构建《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A规定的水平桁架单元，并以附录B的组合形式组装成多种单跨水平桁架，分别按照楼板水平桁架基准线2、横向混凝土梁支撑体系基准线1的长度筛选单跨水平桁架，在坐标原点组装成两种组装式水平桁架单元，并分别布置到对应的楼板水平桁架基准线2、横向混凝土梁支撑体系基准线1上。

上述操作具体的实施方式如下：

通过连点成线的方式构建附录A规定的I型、II型水平桁架单元；

以坐标原点为单跨水平桁架上弦杆中点，复制I型、II型水平桁架单元，按照附录B的水平桁架单元的组合形式，利用List.Join命令进行组装，形成基本跨度为2000mm、3000mm、4000mm、5000mm的单跨水平桁架的集合列表，列表中的各单跨水平桁架按照基本跨度由小到大的顺序排列，并自动填写索引项。

将分别要布置到楼板水平桁架基准线2或横向混凝土梁支撑体系基准线1上的组装式水平桁架单元按照以下方法进行组装：在单跨水平桁架的集合列表中选择基本跨度等于桁架基准线长度的单跨水平桁架进行组装；若列表中单跨水平桁架的基本跨度小于桁架基准线长度的情况下，则利用索引项表示的大小顺序筛选基本跨度小于且最接近桁架基准线长度的单跨水平桁架用于组装成组装式水平桁架单元，并组装式水平桁架单元两端设置一定长度水平端杆直到总长度达到桁架基准线长度，当水平端杆长度大于150mm时，设置用于支撑水平端杆的落地立杆，间隔设置用于连接落地立杆和横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的双向水平杆，间隔距离根据横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的节点确定；单跨水平桁架、水平端杆、落地立杆、双向水平杆共同构成组装式水平桁架单元。

例如图3所示，当楼板水平桁架基准线2长度为5700mm时，目的为筛选基本跨度小于且最接近楼板水平桁架基准线2长度的单跨水平桁架，具体操作时选择索引项最末顺序的单跨水平桁架用于组装成组装式水平桁架单元，筛选结果为5000mm的单跨水平桁架。按照附录B的水平桁架单元的组合形式，基本跨度为5000mm的单跨水平桁架4由三个II型水平桁架单元模型组合而成，其中两个II型水平桁架单元模型进行正放，得到的上弦杆长度为2m；一个II型水平桁架单元模型倒放，下弦杆长度为1m。选择的单跨水平桁架的基本跨度为5000mm小于楼板水平桁架基准线2长度5700mm，在单跨水平桁架单元两端设置350mm水平端杆7，直到组装式水平桁架单元总长度达到楼板水平桁架基准线2长度。由于350mm大于150mm，设置用于支撑端杆的落地立杆5，并间隔设置用于连接落地立杆5和横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的双向水平杆8，间隔距离根据横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的节点确定，例如横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的节点高度依次为530mm、2000mm、3450mm、5000mm，将节点高度作为间隔距离，双向水平杆8向下依次平移该间隔距离。

将组装式水平桁架单元从坐标原点平移至对应的桁架基准线上，并使组装式水平桁架单元上弦杆中点与桁架基准线中点重合；旋转组装式水平桁架单元，使其与桁架基准线方向一致。

布置到对应的楼板水平桁架基准线2上的具体做法为：获取楼板水平桁架基准线2的中点与坐标原点进行连接，获取连接线的长度以及方向向量，将组装式水平桁架单元沿连接线方向向量平移连接线的长度，使组装式水平桁架单元上弦杆中点与楼板水平桁架基准线2中点重合；获取组装式水平桁架单元和楼板水平桁架基准线2的方向向量之间的夹角，将组装式水平桁架单元旋转该角度，使其与楼板水平桁架基准线2方向一致。

布置到对应的横向混凝土梁支撑体系基准线1上的具体做法为：获取横向混凝土梁支撑体系基准线1的中点与坐标原点进行连接，获取连接线的长度以及方向向量，将组装式水平桁架单元沿连接线方向向量平移连接线的长度，使组装式水平桁架单元上弦杆中点与横向混凝土梁支撑体系基准线1中点重合；获取组装式水平桁架单元和横向混凝土梁支撑体系基准线1的方向向量之间的夹角，将组装式水平桁架单元旋转该角度，使其与横向混凝土梁支撑体系基准线1方向一致。

S2中所述的桁架基准线为S1中楼板水平桁架基准线2、横向混凝土梁支撑体系基准线1中的任意一种。

S3、建立竖向桁架混合支撑单元：构建附录A规定的竖向桁架单元，并以附录C的组装工况组装成多种竖向桁架混合支撑；按照楼板水平桁架基准线2长度筛选竖向桁架混合支撑，在坐标原点组装成竖向桁架混合支撑基本单元，并布置到楼板水平桁架基准线2上。

上述操作具体的实施方式如下：

通过连点成线的方式构建附录B规定的I型、II型、III型竖向桁架单元；

以坐标原点为竖向桁架混合支撑左右顶点连接线中点，复制I型、II型、III型竖向桁架单元，按照附录C的竖向桁架单元的组装工况，利用List.join命令进行组装，形成竖向桁架组装高度为2350mm、3100mm、3400mm、4100mm、4500mm、4850mm的竖向桁架混合支撑；

将竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H减去竖向桁架组装高度得到扣件式钢管支架与托撑高度，在竖向桁架混合支撑上设置扣件式钢管支架与托撑，形成竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为3100mm、3400mm、4000mm、4300mm、4600mm、4900mm、5200mm、5500mm、5800mm的竖向桁架混合支撑基本单元的集合列表，列表中的竖向桁架混合支撑基本单元按照距离H由小到大的顺序排列，并自动填写索引项；利用索引项在列表中筛选在竖向桁架混合支撑基本单元的距离H与混凝土柱模型的高度相同的竖向桁架混合支撑基本单元用于布置竖向桁架混合支撑基本单元；

如图3所示，当混凝土柱模型高度为5200mm时，利用List.Indexof命令返回竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为5200mm所对应的索引项，用于选取组装竖向桁架混合支撑基本单元。竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为5200mm的竖向桁架混合支撑基本单元6由一个I型竖向桁架单元（高度为1750mm）、一个II型竖向桁架单元（高度为1450mm）、III型竖向桁架单元（高度为900mm）组合而成，竖向桁架组装高度为4100mm。竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H减去竖向桁架组装高度得到扣件式钢管支架与托撑高度为1100mm，在竖向桁架混合支撑上设置1100mm的扣件式钢管支架托撑。

将竖向桁架混合支撑基本单元从坐标原点向获取楼板水平桁架基准线2平移，使竖向桁架混合支撑基本单元左右顶点连接的中点与楼板水平桁架基准线2端点重合；旋转竖向桁架混合支撑基本单元，使其与楼板水平桁架基准线2方向一致，至此完成单个竖向桁架混合支撑基本单元的放置，然后沿楼板水平桁架基准线2方向对称布置竖向桁架混合支撑基本单元。

S4、形成楼板及纵横向混凝土梁支撑体系：将楼板水平桁架基准线2上的组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成楼板支撑体系；将横向混凝土梁支撑体系基准线1上组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成横向混凝土梁支撑体系；将楼板水平桁架基准线2上的竖向桁架混合支撑基本单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨竖向桁架单元的顶点，形成纵向混凝土梁支撑体系。

上述操作具体的实施方式如下：

通过Length命令获取纵向混凝土梁模型长度L₁，以纵向混凝土梁模型长度L₁减去混凝土梁模型两端嵌入混凝土柱模型的截面长度、柱模板背部支撑厚度以及工人操作空间的差值作为布置距离，用于排布组装式水平桁架单元、竖向桁架混合支撑基本单元，且根据布置距离进行均匀排布，即：将布置距离按照纵向桁架间距均分，并在均匀排布后两端分别预留均分后的剩余距离，纵向桁架间距的默认初始值为600mm或者900mm。柱模板背部支撑厚度为柱模板面板厚度、柱模板木方高度、柱模板主楞直径。

如图4所示，下面对如何居中均匀排布进行详细述目，例如，纵向混凝土梁模型长度L₁为6300mm，混凝土柱模型截面长度为600mm，柱模板面板厚度为15mm，木方高度为80mm，主楞直径为50mm，工人操作空间设定100mm。则将纵向混凝土梁模型长度L₁减去a₁的值，a₁即为混凝土梁模型两端嵌入混凝土柱截面长度、柱模板面板厚度、木方高度、主楞直径、工人操作空间，得到布置距离a₂为5210mm，而纵向桁架间距b₂设定900mm，布置距离a₂除以纵向桁架间距b₂，得到应该布置（5+1）个楼板及纵向混凝土梁平面支撑体系，且余数为710mm，将得到的剩余距离710mm均摊到两端，得到每端的距离b₁为355mm。因此从纵向混凝土梁模型两端b₁的距离开始间隔b₂逐个布置，因此楼板及纵向混凝土梁平面支撑体系的布置位置分别距离纵向混凝土梁模型的端点为355mm、1255mm、2155mm、3055mm、3955mm、4855mm。

如图5所示，在均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元中提取I型、II型、III型竖向桁架单元顶点，并顺次进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆11，交错进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆12；均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元、纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆11和纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆12共同构成了纵向混凝土梁支撑体系。

在楼板水平桁架基准线2上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆顶点，并顺次连接，形成楼板支撑体系的纵向横杆13；在楼板水平桁架基准线2上均匀排布的组装式水平桁架单元和楼板支撑体系的纵向横杆13共同构成了楼板支撑体系。

在横向混凝土梁支撑体系基准线1上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆、下弦杆顶点，将相邻横向混凝土梁支撑体系10的组装式水平桁架单元顶点进行连接，形成横向混凝土梁支撑体系10的纵向横杆。

当横向混凝土梁支撑体系10与楼板支撑体系距离大于300mm时，在横向混凝土梁支撑体系10的纵向横杆上搭设立杆，用于连接并支撑楼板支撑体系，立杆距离横向混凝土梁模型的距离小于或等于150mm。

横向混凝土梁支撑体系10的组装式水平桁架单元、纵向连接横杆以及立杆共同构成了横向混凝土梁支撑体系10。

S5、形成混凝土梁模板桁架竖向支撑：将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3平移复制到纵向混凝土梁支撑体系中单跨竖向桁架的顶点位置，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆，以支撑横杆的起始点和末位点为定位点，构建横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑立杆和螺旋形斜杆，形成混凝土梁模板桁架竖向支撑。

上述操作具体的实施方式如下：

提取纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆11的标高位置作为横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆定位点，将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3依次向下平移相邻定位点标高高度的距离，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆，使得纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆11连接在横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆上。

利用Curve.StartPoint、Curve.EndPoint命令提取横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆的起始点、末尾点，并形成支撑横杆的起始点、末尾点矩阵列表，将支撑横杆起始点矩阵列表进行转置，顺序连接转置后的起始点得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑立杆；利用List.RestOfItems命令将转置后的起始点列表删除第一项的起始点后，与转置后的末尾点列表依次相连接，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9螺旋形斜杆。

横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆、支撑立杆、螺旋形斜杆共同构成混凝土梁模板桁架竖向支撑。

具体地，由于横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆是依据横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线3向下平移得到，其顺序为第一层级为平移得到的横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆，第二层级为每根支撑横杆的起始点；当发生转置后，第一层级变成了横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑横杆的起始点，第二层级变成了起始点向下平移，由于起始点位置位于同一竖直方向上，因此转置之后再进行连接，即得到了横向混凝土梁模板桁架竖向支撑9的支撑立杆。

S6、形成组装式桁架及支撑系统力学模型：楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系10及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成组装式桁架及支撑系统模型，为组装式桁架及支撑系统模型的模型线添加截面规格、材料性能、边界条件，形成组装式桁架及支撑系统力学模型。

上述操作具体的实施方式如下：

Dynamo中楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系10及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成如图5所示的组装式桁架及支撑系统模型，将组装式桁架及支撑系统模型的模型线进行分类归集；根据《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A的杆件规格，通过AnalyticalBar.SetSectionByName命令将所述截面规格、材料性能指定给对应的模型线；利用AnalyticalBar.SetMaterialByName命令将所述材料性能指定给对应的组装式桁架及支撑力学模型线；通过AnalyticalNode.SetSupportByName命令定义边界条件并，并通过AnalyticalBar.StartNode或AnalyticalBar.EndNode命令设置边界条件的坐标位置，形成组装式桁架及支撑力学模型。

按照国家标准设置荷载分项系数，并添加结构自重、施工活荷载、附加水平荷载以及风荷载工况，将该力学模型以及荷载参数通过Analysis.Calculate命令导入至Robot中，在Robot中进行有限元分析计算，得到在不同荷载工况下产生的组装式桁架及支撑系统的水平、竖向桁架混合支撑基本单元各杆件内力标准值以及最大挠度、拼接节点内力标准值，将其利用《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的第五章对应的公式中对组装式桁架及支撑力学模型进行验算，主要是根据内力标准值进行强度、刚度及稳定性的安全验算，当不符合规范要求时，通过修改组装式桁架及支撑系统力学模型的相关参数、截面尺寸，重新进行验算直至符合设计要求为止。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内或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 (7)

1.一种基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，包括：

S1、将Revit中的混凝土梁、柱模型导入Dynamo中，根据混凝土梁、柱模型确定楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线；

S2、构建《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A规定的水平桁架单元，并以附录B的组合形式组装成多种单跨水平桁架，分别按照楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线的长度筛选单跨水平桁架，在坐标原点组装成两种组装式水平桁架单元，并分别布置到对应的楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线上；

S3、构建附录A规定的竖向桁架单元，并以附录C的组装工况组装成多种竖向桁架混合支撑；按照楼板水平桁架基准线长度筛选竖向桁架混合支撑，在坐标原点组装成竖向桁架混合支撑基本单元，并布置到楼板水平桁架基准线上；

S4、获取纵向混凝土梁模型长度L₁，以纵向混凝土梁模型长度L₁减去混凝土梁模型两端嵌入混凝土柱模型的截面长度、柱模板背部支撑厚度以及工人操作空间的差值作为布置距离，用于排布组装式水平桁架单元、竖向桁架混合支撑基本单元，且根据布置距离居中进行均匀排布，即：将布置距离按照纵向桁架间距均分，并在均匀排布后两端分别预留均分后的剩余距离；将楼板水平桁架基准线上的组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成楼板支撑体系；将横向混凝土梁支撑体系基准线上组装式水平桁架单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨水平桁架的顶点，形成横向混凝土梁支撑体系；将楼板水平桁架基准线上的竖向桁架混合支撑基本单元按照纵向桁架间距居中均匀排布，并连接单跨竖向桁架单元的顶点，形成纵向混凝土梁支撑体系；

S5、将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线平移复制到纵向混凝土梁支撑体系中单跨竖向桁架的顶点位置，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆，以支撑横杆的起始点和末位点为定位点，构建横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑立杆和螺旋形斜杆，形成混凝土梁模板桁架竖向支撑；

S6、楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成组装式桁架及支撑系统模型，为组装式桁架及支撑系统模型的模型线添加截面规格、材料性能、边界条件，形成组装式桁架及支撑系统力学模型。

2.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S1的具体步骤如下：

将Revit中的混凝土梁、柱模型选入Dynamo中；

筛选纵向混凝土梁模型、横向混凝土梁模型，将横向混凝土梁模型的起始点向末尾点方向、末尾点向起始点方向分别平移450mm，将平移得到的两点进行连接后形成的连接线向下平移楼板的面板厚度和木方高度之和的距离，得到楼板水平桁架基准线；

获取混凝土柱模型的拓扑面，并选取混凝土柱的顶部的拓扑面，获取构成拓扑面的边界曲线，通过对边界曲线进行偏移得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线，其中设定偏移柱模板背部支撑厚度以及技术操作空间之和的距离；

获取混凝土梁模型的截面高度，连接相邻横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线的起始点，将起始点连接线长度减去横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线长度，删除重叠线后，得到横向混凝土梁支撑体系基准线，设置其标高为楼板水平桁架基准线的标高高度减去横向混凝土梁截面高度。

3.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S2的具体步骤如下：

通过连点成线的方式构建附录A规定的I型、II型水平桁架单元；

以坐标原点为单跨水平桁架上弦杆中点，复制I型、II型水平桁架单元，按照附录B的水平桁架单元的组合形式，利用List.Join命令进行组装，形成基本跨度为2000mm、3000mm、4000mm、5000mm的单跨水平桁架的集合列表，列表中的各单跨水平桁架按照基本跨度由小到大的顺序排列，并自动填写索引项；

将分别要布置到楼板水平桁架基准线或横向混凝土梁支撑体系基准线上的组装式水平桁架单元按照以下方法进行组装：在单跨水平桁架的集合列表中选择基本跨度等于桁架基准线长度的单跨水平桁架进行组装；若列表中单跨水平桁架的基本跨度小于桁架基准线长度的情况下，则利用索引项表示的大小顺序筛选基本跨度小于且最接近桁架基准线长度的单跨水平桁架用于组装成组装式水平桁架单元，并组装式水平桁架单元两端设置一定长度水平端杆直到总长度达到桁架基准线长度，当水平端杆长度大于150mm时，设置用于支撑水平端杆的落地立杆，间隔设置用于连接落地立杆和横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的双向水平杆，间隔距离根据横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的节点确定；单跨水平桁架、水平端杆、落地立杆、双向水平杆共同构成组装式水平桁架单元；

将组装式水平桁架单元从坐标原点平移至对应的桁架基准线上，并使组装式水平桁架单元上弦杆中点与桁架基准线中点重合；旋转组装式水平桁架单元，使其与桁架基准线方向一致；

S2中所述的桁架基准线为S1中楼板水平桁架基准线、横向混凝土梁支撑体系基准线中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S3的具体步骤如下：

通过连点成线的方式构建附录B规定的I型、II型、III型竖向桁架单元；

以坐标原点为竖向桁架混合支撑左右顶点连接线中点，复制I型、II型、III型竖向桁架单元，按照附录C的竖向桁架单元的组装工况，利用List.join命令进行组装，形成竖向桁架组装高度为2350mm、3100mm、3400mm、4100mm、4500mm、4850mm的竖向桁架混合支撑；

将竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H减去竖向桁架组装高度得到扣件式钢管支架与托撑高度，在竖向桁架混合支撑上设置扣件式钢管支架与托撑，形成竖向桁架混合支撑底部至水平桁架上弦杆中心距离H为3100mm、3400mm、4000mm、4300mm、4600mm、4900mm、5200mm、5500mm、5800mm的竖向桁架混合支撑基本单元的集合列表，列表中的竖向桁架混合支撑基本单元按照距离H由小到大的顺序排列，并自动填写索引项；利用索引项在列表中筛选在竖向桁架混合支撑基本单元的距离H与混凝土柱模型的高度相同的竖向桁架混合支撑基本单元用于布置竖向桁架混合支撑基本单元；

将竖向桁架混合支撑基本单元从坐标原点向获取楼板水平桁架基准线平移，使竖向桁架混合支撑基本单元左右顶点连接的中点与楼板水平桁架基准线端点重合；旋转竖向桁架混合支撑基本单元，使其与楼板水平桁架基准线方向一致，至此完成单个竖向桁架混合支撑基本单元的放置，然后沿楼板水平桁架基准线方向对称布置竖向桁架混合支撑基本单元。

5.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S4的具体步骤如下：

在均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元中提取I型、II型、III型竖向桁架单元顶点，并顺次进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆，交错进行连接，形成纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆；均匀排布的竖向桁架混合支撑基本单元、纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆和纵向混凝土梁支撑体系的纵向斜杆共同构成了纵向混凝土梁支撑体系；

在楼板水平桁架基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆顶点，并顺次连接，形成楼板支撑体系的纵向横杆；在楼板水平桁架基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元和楼板支撑体系的纵向横杆共同构成了楼板支撑体系；

在横向混凝土梁支撑体系基准线上均匀排布的组装式水平桁架单元中，提取I型、II型单跨水平桁架上弦杆、下弦杆顶点，将相邻横向混凝土梁支撑体系的组装式水平桁架单元顶点进行连接，形成横向混凝土梁支撑体系的纵向横杆；

当横向混凝土梁支撑体系与楼板支撑体系距离大于300mm时，在横向混凝土梁支撑体系的纵向横杆上搭设立杆，用于连接并支撑楼板支撑体系，立杆距离横向混凝土梁模型的距离小于或等于150mm；

横向混凝土梁支撑体系的组装式水平桁架单元、纵向横杆以及立杆共同构成了横向混凝土梁支撑体系。

6.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S5中建立横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的步骤如下：

提取纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆的标高位置作为横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆定位点，将横向混凝土梁模板桁架竖向支撑基准线依次向下平移相邻定位点标高高度的距离，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆，使得纵向混凝土梁支撑体系的纵向横杆连接在横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆上；

提取横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆的起始点、末尾点，并形成支撑横杆的起始点、末尾点矩阵列表，将支撑横杆起始点矩阵列表进行转置，顺序连接转置后的起始点得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑立杆；将转置后的起始点列表删除第一项的起始点后，与转置后的末尾点列表依次相连接，得到横向混凝土梁模板桁架竖向支撑螺旋形斜杆；

横向混凝土梁模板桁架竖向支撑的支撑横杆、支撑立杆、螺旋形斜杆共同构成混凝土梁模板桁架竖向支撑。

7.根据权利要求1所述的基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法，其特征在于，S6的具体步骤如下：

Dynamo中楼板支撑体系、纵向混凝土梁支撑体系、横向混凝土梁支撑体系及混凝土梁模板桁架竖向支撑共同构成组装式桁架及支撑系统模型，将组装式桁架及支撑系统模型的模型线进行分类归集；根据《组装式桁架模板支撑应用技术规程》JGJT389-2016的附录A的杆件规格，将所述截面规格、材料性能指定给对应的模型线；定义边界条件并设置边界条件的坐标位置，形成组装式桁架及支撑力学模型。