CN116776450A - 一种模块化建筑装配模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化建筑装配模拟方法，包括以下步骤：获取至少两个模块化建筑单元，将每个所述模块化建筑单元构成一个楼层；获取若干个支撑件，将各个所述建筑单元进行间隔排列，并将所述支撑件用于相邻两个所述建筑单元之间连接，将相邻两个所述建筑单元构建为模块化建筑装配单元；基于所述模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境对所述模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装，获取优化后的设计方案，基于所述优化后的设计方案进行装配模拟。本发明能够将施工过程中出现的各种施工问题对设计方案进行更新，获取更为优化的设计方案，通过优化的设计方案能够进行模块化建筑的科学装配。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种模块化建筑装配模拟方法。
背景技术
随着工业水平不断提高，城市化建设加快，许多创造性技术应用到建筑领域，模块化建筑就是其中之一，模块化建筑一般由多个类似于集装箱的模块建筑单元组合堆垛而成，每个模块化的建筑单元包括：底架、顶板、侧墙以及端板。在两个模块化单元进行堆垛时，上层模块化建筑单元的底架叠设在下层模块化建筑单元的顶板上，且上层模块化建筑单元的底架与下层模块化建筑单元的顶板留有间隙，上层模块单元的底架和下层模块单元的顶板之间是独立的。为了满足未来建筑行业的发展需求，一些高校新增了智能制造专业，专门针对智能化建造技术进行研究，尤其是模块化建筑。在教学和研究过程中，通常采用计算机仿真构建计算机仿真模块化建筑装配，利用计算机仿真建筑模型对模块化建筑在不同荷载下的状态进行模拟，模拟结果可以为模块化建筑的装配提供一定的理论和数据支持。然而现有技术中缺乏负荷状态的模拟，难以对模块化建筑施加可变荷载。模块化建筑装配大致是吊装、定位、安装，同时预埋铁件埋设、顶撑、斜撑安装、灌浆料等辅助工作，与传统建筑方式相比，模块化建筑更加注重人员之间的协作以及工人们对安装过程中的熟悉程度，如何让新员工快速熟悉安装流程和让老员工了解将要进行建筑工程的细节是加快建筑效率节省建筑时效的重要途径之一，然而模块化建筑装配过程中存在流程不熟悉，细节不熟悉的情况，致使工程动工前需要对模块化建筑装配过程进行模拟，便于提高工作效率，进而降低成本，因此亟需提出一种模块化建筑装配模拟方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种模块化建筑装配模拟方法，提高工作效率，降低施工成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种模块化建筑装配模拟方法，包括以下步骤：获取至少两个模块化建筑单元，将每个所述模块化建筑单元构成一个楼层；
获取若干个支撑件，将各个所述建筑单元进行间隔排列，并将所述支撑件用于相邻两个所述建筑单元之间连接，将相邻两个所述建筑单元构建为模块化建筑装配单元；
基于所述模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境对所述模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装，获取优化后的设计方案，基于所述优化后的设计方案进行装配模拟。
可选的，所述模块化建筑单元包括：两平行设置的楼板以及连接在两楼板之间的立柱。
可选的，所述楼板包括：楼板框架以及铺设在所述楼板框架顶面的地板。
可选的，所述楼板框架包括：至少两纵向设置的纵梁以及多根横向连接在纵梁之间的横梁。
可选的，所述模块化建筑单元还包括：多个墙体模块，所述墙体模块设置在各模块化建筑单元的外周，或设置在所述模块化建筑装配单元的外周。
可选的，基于所述模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程的方法包括：根据常规现浇结构的构件综合构件的尺寸、材料、配筋的情况设计装配的节点样式与施工流程；模拟施工环境进行模拟的拼装吊装，在虚拟施工中的应用环境；通过分析模块化建筑的装配工艺，利用虚拟装配技术对模块化建筑的场地布置、构件吊装、套筒灌浆技术进行装配模拟。
可选的，模拟施工环境对所述模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装的方法包括：基于所述模块化建筑装配单元，利用结构分析软件对所述模块化建筑装配单元进行模拟，分析设计和拼装的合理性，并结合装配模块过程中建模过程、碰撞检测、施工进度模拟、漫游制作对设计进行改进更新，获取优化后的设计方案。
可选的，基于所述优化后的设计方案进行装配模拟的方法包括：根据所述优化后的设计方案进行动画模拟装配，同时将施工过程中的细节采用动画的形式呈现出来，通知给模块化建筑施工人员。
可选的，所述模块化建筑装配模拟方法还包括对所述模块化建筑装配单元的模拟测试，具体包括：对所述模块化建筑装配单元施加荷载，获取测试过程中的传感器数据、位移数据和应变数据；根据所述传感器数据、所述位移数据和所述应变数据对点云建筑模型进行更新处理，获取实际状态的实测模型；将有限元模型和所述实测模型进行合并处理得到数字融合模型，并根据所述数字融合模型获取模块化建筑装配过程中的荷载状态。
本发明技术效果：本发明公开了一种模块化建筑装配模拟方法，获取至少两个模块化建筑单元，将每个模块化建筑单元构成一个楼层，将相邻两个所述建筑单元构建为模块化建筑装配单元，能够合理科学且准确的获取模块化建筑，致使获取的模块化建筑更符合施工时模块化建筑，便于精确到施工细节。设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境进行模拟的拼装吊装，能够将施工过程中出现的各种施工问题对设计方案进行更新，获取更为优化的设计方案，通过优化的设计方案能够进行模块化建筑的科学装配，并对装配过程中模块化建筑的负荷状态进行测试及以动画形式将施工流程进行细节的展示，提高施工效率且降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例一种模块化建筑装配模拟方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种模块化建筑装配模拟方法，包括以下步骤：获取至少两个模块化建筑单元，将每个模块化建筑单元构成一个楼层；
获取若干个支撑件，将各个建筑单元进行间隔排列，并将支撑件用于相邻两个建筑单元之间连接，将相邻两个建筑单元构建为模块化建筑装配单元；
基于模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境对模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装，获取优化后的设计方案，基于优化后的设计方案进行装配模拟。
具体的，模块化建筑单元包括：两平行设置的楼板以及连接在两楼板之间的立柱。楼板包括：楼板框架以及铺设在楼板框架顶面的地板。楼板框架包括：至少两纵向设置的纵梁以及多根横向连接在纵梁之间的横梁。模块化建筑单元还包括：多个墙体模块，墙体模块设置在各模块化建筑单元的外周，或设置在模块化建筑装配单元的外周。支撑件和楼板之间通过螺栓可拆卸连接，在每个模块化建筑单元的顶部楼板的上表面或底部楼板的下表面均设置有用以供螺栓穿入的连接孔；各支撑件包括：支撑柱和分别固定在支撑柱两端的两连接板。连接板为平板，水平固定在支撑柱的两端；连接板的主要作用方便支撑件与模块化建筑单元的楼板相连接。在连接板上设置有连接孔，当支撑件连接在两建筑单元之间时，先将连接板上的连接孔与楼板上的连接孔对准，然后将螺栓穿入连接板和楼板的连接孔，再锁紧螺栓，可将支撑件牢牢地固定在模块化建筑单元的楼板上。
根据常规现浇结构的构件综合构件的尺寸、材料、配筋的情况设计装配的节点样式与施工流程；模拟施工环境进行模拟的拼装吊装，在虚拟施工中的应用环境；通过分析模块化建筑的装配工艺，利用虚拟装配技术对模块化建筑的场地布置、构件吊装、套筒灌浆技术进行装配模拟。基于模块化建筑装配单元，利用结构分析软件对模块化建筑装配单元进行模拟，分析设计和拼装的合理性，并结合装配模块过程中建模过程、碰撞检测、施工进度模拟、漫游制作对设计进行改进更新，获取优化后的设计方案。根据优化后的设计方案进行动画模拟装配，同时将施工过程中的细节采用动画的形式呈现出来，通知给模块化建筑施工人员。
对模块化建筑装配单元施加荷载，获取测试过程中的传感器数据、位移数据和应变数据；施加荷载分为3个等级，每一等级荷载为20KN，最高等级荷载为60KN，加载每一等级后持续6分钟，通过传感器获取每一等级荷载时的传感器数据，采用DIC非接触测量获取每一等级荷载时的模块化建筑模型的形变图片，并对形变图片进行图像分析处理获取每一等级荷载时的位移数据及应变数据；根据传感器数据、位移数据和应变数据对点云建筑模型进行更新处理，获取实际状态的实测模型；将有限元模型和实测模型进行合并处理得到数字融合模型，并根据数字融合模型获取模块化建筑装配过程中的荷载状态。
本发明公开了一种模块化建筑装配模拟方法，获取至少两个模块化建筑单元，将每个模块化建筑单元构成一个楼层，将相邻两个所述建筑单元构建为模块化建筑装配单元，能够合理科学且准确的获取模块化建筑，致使获取的模块化建筑更符合施工时模块化建筑，便于精确到施工细节。设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境进行模拟的拼装吊装，能够将施工过程中出现的各种施工问题对设计方案进行更新，获取更为优化的设计方案，通过优化的设计方案能够进行模块化建筑的科学装配，并对装配过程中模块化建筑的负荷状态进行测试及以动画形式将施工流程进行细节的展示，提高施工效率且降低成本。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，包括：
获取至少两个模块化建筑单元，将每个所述模块化建筑单元构成一个楼层；
获取若干个支撑件，将各个所述建筑单元进行间隔排列，并将所述支撑件用于相邻两个所述建筑单元之间连接，将相邻两个所述建筑单元构建为模块化建筑装配单元；
基于所述模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程，模拟施工环境对所述模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装，获取优化后的设计方案，基于所述优化后的设计方案进行装配模拟。
2.如权利要求1所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
所述模块化建筑单元包括：两平行设置的楼板以及连接在两楼板之间的立柱。
3.如权利要求2所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
所述楼板包括：楼板框架以及铺设在所述楼板框架顶面的地板。
4.如权利要求3所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
所述楼板框架包括：至少两纵向设置的纵梁以及多根横向连接在纵梁之间的横梁。
5.如权利要求2所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
所述模块化建筑单元还包括：多个墙体模块，所述墙体模块设置在各模块化建筑单元的外周，或设置在所述模块化建筑装配单元的外周。
6.如权利要求1所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
基于所述模块化建筑装配单元，设计构件、节点样式和施工工艺流程的方法包括：根据常规现浇结构的构件综合构件的尺寸、材料、配筋的情况设计装配的节点样式与施工流程；模拟施工环境进行模拟的拼装吊装，在虚拟施工中的应用环境；通过分析模块化建筑的装配工艺，利用虚拟装配技术对模块化建筑的场地布置、构件吊装、套筒灌浆技术进行装配模拟。
7.如权利要求6所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
模拟施工环境对所述模块化建筑装配单元进行模拟的拼装吊装的方法包括：基于所述模块化建筑装配单元，利用结构分析软件对所述模块化建筑装配单元进行模拟，分析设计和拼装的合理性，并结合装配模块过程中建模过程、碰撞检测、施工进度模拟、漫游制作对设计进行改进更新，获取优化后的设计方案。
8.如权利要求7所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
基于所述优化后的设计方案进行装配模拟的方法包括：
根据所述优化后的设计方案进行动画模拟装配，同时将施工过程中的细节采用动画的形式呈现出来，通知给模块化建筑施工人员。
9.如权利要求1所述的模块化建筑装配模拟方法，其特征在于，
所述模块化建筑装配模拟方法还包括对所述模块化建筑装配单元的模拟测试，具体包括：对所述模块化建筑装配单元施加荷载，获取测试过程中的传感器数据、位移数据和应变数据；根据所述传感器数据、所述位移数据和所述应变数据对点云建筑模型进行更新处理，获取实际状态的实测模型；将有限元模型和所述实测模型进行合并处理得到数字融合模型，并根据所述数字融合模型获取模块化建筑装配过程中的荷载状态。
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