[发明专利]一种超高层液压爬模脚手架施工的全过程优化方法

说明书

一种超高层液压爬模脚手架施工的全过程优化方法，本发明涉及脚手架全过程优化方法，本发明是要解决现有的超高层建筑的液压爬模脚手架搭设方案的合理性、安全性不能预判的技术问题，该方法利用BIM平台核心建模软件Revit structure 2014、有限元结构分析软件Midas Gen以及施工模拟软件Autodesk Navisworks对脚手架体系进行结构优化并进行施工模拟，使设计和管理进入3D可视化设计阶段，实现各项安全计算及施工过程的前瞻性管理。该方法可用于建筑结构设计及施工管理领域。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，属于一种脚手架全过程优化方法。

背景技术

随着社会的不断进步和科学技术的迅猛发展，建筑行业正在进行第三次信息革命，传统的二维绘图方式逐渐被三维建筑信息模型BIM(Building Information)所取代。相对于传统的CAD绘图模式，采用建筑信息模型的设计方式具有全建筑周期3D可视化、多专业协同设计、参数化，多方交互等特点。进入现代社会，伴随着设计理论和施工技术水平的不断发展，各种形式的超高层结构正如“雨后春笋”般在世界各地出现。这些超级工程在不断刷新各项工程建设纪录的同时，也给现有施工技术带来了更多的挑战。全球超高层建筑应用较为成熟的体系形式是核心筒(钢筋混凝土结构)+外框架(钢结构或钢混结构)结构。其中，核心筒结构施工一般领先外框架先行，处于施工进度关键线路上，直接影响到后续工作的进展情况。外框架钢结构的施工则是项目的另一重要部分，也是结构施工阶段持续时间最长的工作之一，在很大程度上决定着工程能否如期完工。核心筒和外框架的相互协调、正常连续施工都有利于提高施工效率，加快项目的整体进度和降低成本。有鉴于此，综合考虑工程质量和工作效率等因素，超高层建筑的核心筒墙体施工普遍采用液压爬模工艺。但因施工环境复杂、脚手架自身结构缺陷、施工顺序不当等原因，再加上对液压脚手架搭设方案的安全性、稳固性不能提前预知或检测，液压脚手架事故时有发生，事故往往会造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。因此，建立一套基于BIM技术的超高层结构液压爬模脚手架优化方法大有裨益。

发明内容

本发明是要解决现有的超高层建筑的液压爬模脚手架搭设方案的合理性、安全性不能预判的技术问题，而提供一种超高层液压爬模脚手架施工的全过程优化方法，从超高层脚手架前期建模，到中期结构优化，后期施工模拟等一系列过程进行全周期的优化。

本发明的超高层液压爬模脚手架施工的全过程优化方法，按以下步骤进行：

步骤一：收集超高层工程中液压爬模脚手架施工方案的布置形式、杆件截面信息及超高层工程主体结构信息；其中布置形式包括脚手架体的跨度、高度以及各层宽度；杆件包括上平台立杆、上平台横杆、上平台斜撑、三脚架横梁、三脚架立杆、三脚架斜撑、吊平台立杆、吊平台横杆、主平台主梁、其他平台横梁，截面信息包括截面类型以及型号；主体结构信息包括层高、层数、梁板柱信息、各层平面布置情况；

步骤二：利用步骤一收集的主体结构信息，在Revit structure 2014中按照主体结构轴网、立柱、外墙的顺序建立超高层工程主体结构模型，然后使用步骤一中脚手架结构信息按照从下至上的顺序，以铰接的连接方式创建液压爬模脚手架族，再将脚手架通过添加“可载入族”的方式布置到主体结构模型上，得到包含脚手架与主体结构的三维信息模型；

步骤三：采用Midas Link for Revit Structure插件进行数据传递，传递过程为：使用附加模块中的【Send model to midas Gen】功能，选择单元划分尺寸为正常，选择导入模型范围为全部，选择单位为KN，mm，进行材料映射，把步骤二中三维信息模型的RVT文件格式转换为MGT格式文件；从Midas Gen中导入MGT文件格式的三维信息模型，得到相应的结构分析模型；