CN117633996A - 一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法及装置，包括：构建目标场景相应的三维建筑信息模型；获取所述三维建筑信息模型中的目标管线以及目标管线信息；在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息；根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点；获取支吊架参数，根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案。实现对布置点的精确计算及确定，同时，基于三维建筑信息模型对生成支吊架的布置方案，能够实现智能批量布置且，布置效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及BIM技术领域，特别是涉及一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法及装置。
背景技术
在传统的支吊架布置过程中，通常是基于二维CAD图纸完成相应的支吊架布置方案。然而，由于二维CAD图纸局限性，无法精确的还原建筑结构的三维信息，因而在实际的支吊架布置过程中还需要进一步进行调整，导致布置效率较低。
而随着软件技术的发展，BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)已经广泛的应用于建筑学、工程学及土木工程等领域。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。但如何基于BIM确定支吊架布置方案是目前待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法及装置，实现批量且高效的支吊架布置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，包括：
构建目标场景相应的三维建筑信息模型；
获取所述三维建筑信息模型中的目标管线以及目标管线信息；
在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息；
根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点；
获取支吊架参数，根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案。
本发明的有益效果在于：通过构建目标场景相应的三维建筑信息模型后，确定模型中的目标管线以及目标管线信息和目标建筑结构构件以及目标建筑结构构件信息，并根据目标管线信息与目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点，再结合支吊架参数实现对布置点的精确计算及确定，同时，基于三维建筑信息模型对生成支吊架的布置方案，能够实现智能批量布置且，布置效率较高。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例中的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法的另一步骤流程图；
图3为本发明实施例中的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法中布置点确定方式的步骤流程图；
图4为本发明实施例中的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法中支吊架位置旋转流程示意图；
图5为本发明实施例中的一种基于建筑信息模型的支吊架布置装置的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，包括：
构建目标场景相应的三维建筑信息模型；
获取所述三维建筑信息模型中的目标管线以及目标管线信息；
在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息；
根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点；
获取支吊架参数，根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案。
由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过构建目标场景相应的三维建筑信息模型后，确定模型中的目标管线以及目标管线信息和目标建筑结构构件以及目标建筑结构构件信息，并根据目标管线信息与目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点，再结合支吊架参数实现对布置点的精确计算及确定，同时，基于三维建筑信息模型对生成支吊架的布置方案，能够实现智能批量布置且，布置效率较高。
进一步地，所述在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息包括：
获取待识别元素类型；
通过元素过滤器识别所述三维建筑信息模型中与所述待识别元素类型对应的元素类型，得到选定元素；
遍历所有所述选定元素，并获取所述选定元素的空间位置信息；
根据所述空间位置信息以及所述目标管线信息判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方，若是，则确定所述选定元素为所述目标建筑结构构件。
由上述描述可知，通过选取模型中待识别的元素类型，能够针对性的对需要识别的元素类型进行筛选，如筛选出楼板和梁等元素类型；同时，还通过选定元素的空间位置确定选定元素与目标管线之间的位置关系后，再将选定元素确定为目标建筑结构构件。
进一步地，所述空间位置信息以及所述目标管线信息均包括坐标信息；
所述根据所述空间位置信息以及所述目标管线信息判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方包括：
根据所述目标管线的坐标信息以及所述选定元素的坐标信息，得到所述目标管线与所述选定元素之间的垂直距离；
根据所述垂直距离判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方。
由上述描述可知，基于目标管线的坐标信息以及选定元素的坐标信息得到目标管线与选定元素之间的垂直距离，再根据垂直距离确定选定元素是否位于目标管线的范围内，提高对选定元素与目标管线之间位置关系的判断精度。
进一步地，所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息均包括模型线方向；
所述根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点包括：
根据所述目标管线的模型线方向得到垂直方向，所述垂直方向为垂直于所述目标管线平面的方向；
根据所述目标管线的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线的排列方向，以及所述目标管线与所述目标建筑结构构件的位置关系；
根据所述位置关系在所述排列方向上得到所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合；
根据所述交点集合确定中心点，并将所述中心点作为所述初始布置点。
由上述描述可知，基于目标管线的模型线、目标建筑结构构件的模型线方向以及与目标管线平面垂直的垂直方向共同确定目标管线的排列方向，以及目标管线与目标建筑结构构件的位置关系，提高对目标管线以及目标建筑结构构件的位置识别的精度。
进一步地，所述目标建筑结构构件信息包括起点坐标和终点坐标；
所述根据所述位置关系在所述排列方向上得到所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合包括：
根据所述目标建筑结构构件的起点坐标和终点坐标得到所述目标建筑结构构件在所述目标管线平面上的模型线；
根据所述模型线以及所述目标管线信息，确定所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合。
由上述描述可知，通过目标建筑结构构件的起点坐标和终点坐标确定其在目标管线平面上的模型线，再根据模型线与目标管线的得到相应的交点集合，从而能够得到有效的交点集合。
进一步地，所述根据所述交点集合确定中心点包括：
遍历所述交点坐标集合，得到所述交点坐标集合中预设个数的最边缘交点坐标；
根据所有所述最边缘点坐标得到所述中心点。
由上述描述可知，通过获取交点坐标集合中最边缘交点坐标，从而基于最边缘交点坐标生成中心点，能够精确的确定出中心位置。
进一步地，所述根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案包括：
根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向确定所述支吊架的旋转方向。
由上述描述可知，基于目标管线信息以及目标建筑结构构件信息等相关数据确定支吊架的旋转方向，从而基于确定旋转方向对支吊架进行布置。
进一步地，所述根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向确定所述支吊架的旋转方向包括：
将所述初始布置点投影至所述目标建筑结构构件上，得到投影点；
根据所述初始布置点以及所述投影点得到旋转轴；
根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线与所述支吊架之间的夹角；
根据所述旋转轴以及夹角得到所述支吊架的旋转方向。
由上述描述可知，基于旋转轴以及夹角等信息能够精确的得到支吊架的旋转方向，从而提高支吊架布置方案的可行性。
进一步地，所述支吊架包括横担和吊杆，所述支吊架参数包括横担的底部高度、横担的长度和吊杆的长度；
所述获取支吊架参数包括：
遍历所有所述目标管线信息，获取高度最低的所述目标管线的高度值；
根据所述高度值确定所述横担的底部高度；
根据所述目标管线信息，确定所述横担的长度；
根据所述目标建筑结构构件信息和所述横担的底部高度，确定所述吊杆的长度。
由上述描述可知，通过确定横担的底部高度、横担的长度和吊杆的长度等支吊架参数，并结合目标管线信息以及目标建筑结构构件信息能够生成精确的支吊架布置方案。
本发明另一实施例提供了一种基于建筑信息模型的支吊架布置装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法中的各个步骤。
本发明提供的基于建筑信息模型的支吊架布置方法及装置，能够应用于支吊架布置场景，以下通过具体实施方式进行说明：
实施例一
请参照图1和图2，一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，包括：
S1、构建目标场景相应的三维建筑信息模型；
请参照图3，S2、获取所述三维建筑信息模型中的目标管线以及目标管线信息；如通过计算机设备使用Revit API获取到BIM中的建筑结构构件信息，以及确定一个或者多个所述目标管线；可通过在三维建筑信息模型框选相应的机电管线，确定所述目标管线；并通过遍历所述目标管线确定所述目标管线的属性信息、集合信息以及位置信息，将获取到的所述目标管线以Line类型存储到集合中；所述建筑结构构件信息包括梁、楼板等建筑构件；
S3、在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息，具体的：
S31、获取待识别元素类型，如设置需要识别的元素类型为楼板和梁；
S32、通过元素过滤器识别所述三维建筑信息模型中与所述待识别元素类型对应的元素类型，得到选定元素；即元素过滤器将识别出所有的楼板和梁；
S33、遍历所有所述选定元素，并获取所述选定元素的空间位置信息；即遍历所有的楼板和梁，得到楼板和梁相应的空间位置信息；
S34、根据所述空间位置信息以及所述目标管线信息判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方，若是，则确定所述选定元素为所述目标建筑结构构件；如在一可选的实施方式中，通过计算所述目标管线到楼板和梁的垂直距离，实现对所述目标管线上方是否存在梁或楼板的判断；可编写相应的数学算法对所得的位置信息进行计算和比较，具体的：
所述空间位置信息以及所述目标管线信息均包括坐标信息，其中Revit API提供了位置(Location)属性，可以获取到包括管线、楼板、梁等元素的位置信息，位置属性可能是一个点(Location Point)或者一条线(Location Curve)；根据所述目标管线的坐标信息以及所述选定元素的坐标信息，得到所述目标管线与所述选定元素之间的垂直距离，即根据已经获取的管线和楼板的位置(都应当是在同一坐标系统中)，计算它们之间的垂直距离就是它们的Z坐标之差；根据所述垂直距离判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方。
S4、根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点，其中，所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息均包括模型线方向，还包括相应结构的几何信息，具体的：
S41、根据所述目标管线的模型线方向得到垂直方向，所述垂直方向为垂直于所述目标管线平面的方向；其中，方向可通过方向向量确定；以获取管线的方向向量为例，通过调用Revit API获取到对应管线的起点坐标和终点坐标，则管线的方向向量＝起始坐标-终点坐标(pipe Direction＝end-start)；
S42、根据所述目标管线的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线的排列方向，以及所述目标管线与所述目标建筑结构构件的位置关系；
S43、根据所述位置关系在所述排列方向上得到所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合；如获取所述目标建筑结构构件对应的起点坐标和终点坐标；根据所述目标建筑结构构件的起点坐标和终点坐标得到所述目标建筑结构构件在所述目标管线平面上的模型线；以梁结构为例，则确定梁结构在所述目标管线平面上的模型线，即获取建筑结构梁所在目标管线所在平面上的投影线；根据梁结构对应的所述模型线以及所述目标管线信息，确定所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合，即遍历投影线与目标管线集合的交点，将交点存放在所述交点集合中；
S44、根据所述交点集合确定中心点，并将所述中心点作为所述初始布置点；遍历所述交点坐标集合，得到所述交点坐标集合中预设个数的最边缘交点坐标；根据所有所述最边缘点坐标得到所述中心点；如确定所述交点集合中最外侧的两个交点坐标，并根据最外侧的两个交点坐标确定所述中心点；即基于最外侧的两个交点坐标确定线段，将该线段的中点作为所述初始布置点；如在一具体的实例中，在目标管线上面的建筑结构构件是梁的情况下，交点集合是梁和目标管线的所有交点的集合，根据遍历交点集合，找到最外侧的交点，两个交点的中点即为中心点。
S5、获取支吊架参数，根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案；其中，所述支吊架参数包括支吊架形式信息、材质信息、类型规格信息以及生根类型信息；所述支吊架包括横担和吊杆，主要参数包括横担的底部高度、横担的长度和吊杆的长度，参数具体的获取方式如下：
遍历所有所述目标管线信息，获取高度最低的所述目标管线的高度值；根据所述高度值确定所述横担的底部高度；根据所述中心点和目标管线信息，确定所述横担的长度；根据所述目标建筑结构构件信息和所述横担的底部高度，确定所述吊杆的长度；
请参照图4，所述根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案包括：
S50、基于上述步骤获取所述目标管线和支吊架的方向向量；并判断管线和基于点的支吊架(支吊架族创建过程中的插入点，也是支吊架基于某个点布置)的方向向量的位置关系，若位置关系为垂直则布置支吊架，若位置关系不垂直则旋转支吊架，使其与目标管线垂直，具体的根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向确定所述支吊架的旋转方向，包括以下步骤：
S51、将所述初始布置点投影至所述目标建筑结构构件上，得到投影点；
S52、根据所述初始布置点以及所述投影点得到旋转轴，即通过初始布置点以及投影点两个点确定一条直线(旋转轴)；
S53、根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线与所述支吊架之间的夹角；如根据管线和梁的方向向量，通过调用AngleTo计算支吊架方向与管线方向之间的夹角θ，旋转角度＝π/2-θ；
S54、根据所述旋转轴以及夹角得到所述支吊架的旋转方向。
实施例二
请参照图5，一种基于建筑信息模型的支吊架布置装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如实施例一所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法中的各个步骤；其中，还可以基于插件的形式实现访问、创建、编辑、删除模型的图形数据和参数数据，完成自动执行重复的任务，以实现实施例一中所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法。
综上所述，本发明提供的一种基于建筑信息模型的支吊架布置及装置，通过构建目标场景相应的三维建筑信息模型后，确定模型中的目标管线以及目标管线信息和目标建筑结构构件以及目标建筑结构构件信息，并根据目标管线信息与目标建筑结构构件信息确定确定支吊架的初始布置点，再结合支吊架参数实现对布置点的精确计算及确定，同时，基于三维建筑信息模型对生成支吊架的布置方案，能够实现智能批量布置且，布置效率较高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，包括：
构建目标场景相应的三维建筑信息模型；
获取所述三维建筑信息模型中的目标管线以及目标管线信息；
在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息；
根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点；
获取支吊架参数，根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述在所述三维建筑信息模型中识别所述目标管线上方预设范围内的目标建筑结构构件，并获取目标建筑结构构件信息包括：
获取待识别元素类型；
通过元素过滤器识别所述三维建筑信息模型中与所述待识别元素类型对应的元素类型，得到选定元素；
遍历所有所述选定元素，并获取所述选定元素的空间位置信息；
根据所述空间位置信息以及所述目标管线信息判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方，若是，则确定所述选定元素为所述目标建筑结构构件。
3.根据权利要求2所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述空间位置信息以及所述目标管线信息均包括坐标信息；
所述根据所述空间位置信息以及所述目标管线信息判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方包括：
根据所述目标管线的坐标信息以及所述选定元素的坐标信息，得到所述目标管线与所述选定元素之间的垂直距离；
根据所述垂直距离判断所述选定元素是否位于所述目标管线范围上方。
4.根据权利要求1所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息均包括模型线方向；
所述根据所述目标管线信息以及目标建筑结构构件信息确定支吊架的初始布置点包括：
根据所述目标管线的模型线方向得到垂直方向，所述垂直方向为垂直于所述目标管线平面的方向；
根据所述目标管线的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线的排列方向，以及所述目标管线与所述目标建筑结构构件的位置关系；
根据所述位置关系在所述排列方向上得到所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合；
根据所述交点集合确定中心点，并将所述中心点作为所述初始布置点。
5.根据权利要求4所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述目标建筑结构构件信息包括起点坐标和终点坐标；
所述根据所述位置关系在所述排列方向上得到所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合包括：
根据所述目标建筑结构构件的起点坐标和终点坐标得到所述目标建筑结构构件在所述目标管线平面上的模型线；
根据所述模型线以及所述目标管线信息，确定所述目标管线与所述目标建筑结构构件的交点集合。
6.根据权利要求4所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述根据所述交点集合确定中心点包括：
遍历所述交点坐标集合，得到所述交点坐标集合中预设个数的最边缘交点坐标；
根据所有所述最边缘点坐标得到所述中心点。
7.根据权利要求4所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述根据所述初始布置点、目标管线信息以及支吊架参数得到所述支吊架的布置方案包括：
根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向确定所述支吊架的旋转方向。
8.根据权利要求7所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向确定所述支吊架的旋转方向包括：
将所述初始布置点投影至所述目标建筑结构构件上，得到投影点；
根据所述初始布置点以及所述投影点得到旋转轴；
根据所述目标管线信息的模型线方向、目标建筑结构构件的模型线方向以及垂直方向得到所述目标管线与所述支吊架之间的夹角；
根据所述旋转轴以及夹角得到所述支吊架的旋转方向。
9.根据权利要求1所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法，其特征在于，所述支吊架包括横担和吊杆，所述支吊架参数包括横担的底部高度、横担的长度和吊杆的长度；
所述获取支吊架参数包括：
遍历所有所述目标管线信息，获取高度最低的所述目标管线的高度值；
根据所述高度值确定所述横担的底部高度；
根据所述目标管线信息，确定所述横担的长度；
根据所述目标建筑结构构件信息和所述横担的底部高度，确定所述吊杆的长度。
10.一种基于建筑信息模型的支吊架布置装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述的一种基于建筑信息模型的支吊架布置方法中的各个步骤。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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