[发明专利]基于BIM和时变可靠度分析的塔吊选型系统及方法

说明书

本发明属于吊装作业安全控制领域，公开了一种基于BIM和时变可靠度分析的塔吊选型系统及方法。该系统通过输入相关施工信息，在BIM平台中进行施工模拟，结合基于时变可靠度的选型算法，计算生成各塔吊相关指标，最终生成推送方案。本系统在进行塔吊选型时考虑时间因素对于塔吊的可靠度所产生的影响，而塔吊的可靠度受荷载和结构抗力的影响，荷载随时间变化具有较强的随机性；结构抗力由于受到材料劣化和外界环境的侵蚀将随时间的增长而衰减，所以塔吊的可靠度将随服役时间的增长而改变。本系统基于BIM技术，综合考虑时间因素对塔吊可靠度的影响，使塔吊选型更加安全、经济和高效，使选型决策更加合理科学。

技术领域

本发明属于吊装作业安全控制领域，更具体地，涉及一种基于BIM和时变可靠度分析的塔吊选型系统及方法。

背景技术

随着经济和社会的发展，高层建筑逐渐增多，塔吊作为主要的垂直运输和水平运输工具，它的使用已经变得相当的普遍。随着塔吊数量的不断增加，塔吊的安全问题引起了人们的广泛关注。在目前的塔吊选型方法中，大都考虑塔吊设备的性能指标，包括起重性能、工作半径、高度等，确保各项参数均能满足施工要求。这种方法所参考的机械性能指标没有考虑塔吊结构根据时间的变化所产生的机械性能的下降。

因此，亟需一种既可以满足施工现场对于塔吊使用性能及安全性能的要求，又可以提供经济的选型方案，满足经济要求的新型的塔吊的选型方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型的塔吊选型系统及方法，其目的在于，通过建立塔吊数据库，并基于塔吊数据库，通过建筑物主体结构模型进行进度模拟，预测塔吊的使用工况所需性能，根据这些性能信息，预选满足性能指标条件的若干塔吊型号，进而通过基于时变可靠度的塔吊选型算法，进行时变可靠度分析，最后将选型方案、经济指标和安全指标进行推送，输出若干选型方案，从而有助于用户根据推送的方案及相应的参数指标进行最终的塔吊型号选择，兼顾塔吊选型的安全性和经济性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于BIM和时变可靠度分析的塔吊选型系统，包括施工信息输入模块、BIM平台、塔吊选型推送模块；

所述施工信息输入模块用于输入施工信息，包括施工地点、预计使用时间以及结束使用时期望的时变可靠度；

所述BIM平台包括塔吊数据库、建筑物主体结构模型、施工进度模拟模块和基于时变可靠度的塔吊选型算法模块；

所述塔吊数据库中的信息包括塔吊性能指标、安全指标和经济指标；其中，

性能指标包括：额定起重力矩、最大起重量、最大幅度额定起重量、最大工作幅度、顶升速度、塔身自重、平衡重量、最大起升高度、起升速度、变幅速度、回转速度、装机总容量、工作电压、历史使用记录、历史维修记录；

安全指标包括：使用前时变可靠度；

经济指标包括：使用成本；

所述施工进度模拟模块将建筑物主体结构模型导入施工现场的BIM模型，并加入时间参数，进行施工进度模拟，从而预测塔吊在指定时间段内的起吊工作频率、最大起吊重量、最大起升高度及最大工作幅度；

所述BIM平台根据所述施工进度模拟模块预测的结果，在塔吊数据库中自动选择满足所述性能指标的若干塔吊型号；

所述基于时变可靠度的塔吊选型算法模块，将BIM平台自动选择的塔吊选型方案结合施工进度模拟获得的预测结果，综合考虑吊装工作地点、预计使用时间和预计使用频次来计算塔吊在预计工作地点和未来使用期内的时变可靠度，绘制出塔吊在施工期间时变可靠度变化曲线，然后结合塔吊数据库中的经济指标和安全指标，生成选型方案。

进一步地，所述基于时变可靠度的塔吊选型算法模块计算时变可靠度的步骤如下：