一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法、系统及设备与流程

1.本发明涉及工程施工技术领域，具体涉及一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法、系统及设备。


背景技术：

2.随着国民经济水平的提高，工程技术的进步，钢结构已经开始成为主流结构形式，据统计，我国超过99%的旧建筑和95%的新建筑都为高能耗建筑，建筑能耗达到社会总能耗的46.7%，为适应建筑领域生产方式由传统消耗型向绿色节能型的转变，作为发展中国家的中国的建筑业正紧跟世界发达国家步伐，进行一系列改革。生产绿色建筑的首要前提就是在设计和工法上的改进。
3.目前梁柱组合结构是目前钢结构建筑中常用连接形式。最初型钢组合结构施工方法为在加工厂预制钢柱和钢梁，在现场使用高强螺栓或者焊接将钢梁和钢梁连接在一起，这种工法需在现场实施焊接作业，容易引发火灾，施工速递小，现场施工条件要求高，焊缝的存在，使得组合结构抗震性能差，结构延性小，往往需增加施工辅助工艺或者局部加强构件来满足结构整体强度刚度稳定性的要求，这必然造成一定的资源浪费和工期延长，违背绿色建筑的初衷，于是带悬臂梁段式型钢组合结构得到广泛应用，传统带悬臂梁段式型钢组合结构将钢梁悬臂段和型钢柱在加工厂焊接在一起，在现场悬臂梁端和钢梁采用全螺栓拼接，该法可减少施工现场的焊接工艺，减少施工危险源，降低此类结构对施工现场条件的要求，但，此工法螺栓孔量大，截面削弱多，焊缝和螺栓连接处在地震作用下延性差，对施工工人的技术要求高，在无待加工型钢组合结构模型的基础上，很难满足施工精度要求高。


技术实现要素：

4.本发明第一个目的在于，提供一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法，以解决目前的型钢梁柱结构连接点螺栓孔量大，截面削弱多，连接处延性差，施工技术要求高，施工精度很难满足的问题。
5.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法，包括：s1、基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱模型；s2、对型钢组合梁柱模型的施工过程进行仿真分析，优化模型参数，将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工型钢组合梁柱模型；s3、根据待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；以及s4、按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位。
6.在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本发明的优选技术方案：步骤s1中：根据型钢组合梁柱结构的初步设计文件在三维设计软件中建立型钢组合梁柱模型。
7.作为本发明的优选技术方案：所述初步设计文件包括型钢组合梁柱结构的所有构
件，包括竖向型钢柱、横向型钢梁、悬臂型钢梁段、高强螺栓、腹板拼接板、翼板拼接板、加劲肋。
8.作为本发明的优选技术方案：所述三维设计软件为bim建模使用的任何一种软件，如revit，tekla等。
9.作为本发明的优选技术方案：步骤s2中：优化模型参数是以成本最小为目标，强度刚度稳定性满足要求为状态，优化螺栓数量、拼接板长宽高、悬臂段长度、螺栓预拉力、水平和竖向加劲肋尺寸等参数。
10.作为本发明的优选技术方案：步骤s3中：将待加工型钢组合梁柱模型导出为平面加工图纸，根据所述平面加工图纸，加工型钢组合梁柱结构。
11.作为本发明的优选技术方案：在根据所述平面加工图纸加工型钢组合梁柱结构的过程中，包括在加工厂将竖向型钢柱和悬臂型钢梁段焊接在一起并在焊缝处焊接水平和竖向加劲肋，焊接与悬臂梁端和框架梁端上、下翼板交错连接的拼接板，在型钢腹板及翼板钻螺栓孔。
12.作为本发明的优选技术方案：步骤s4中：预设施工流程为：施工准备
→
型钢梁和型钢柱吊装就位
→
使用螺栓连接拼接梁的上翼缘与上拼接板或者使用螺栓连接拼接梁的下翼缘与下拼接板
→
使用螺栓连接悬臂梁的下翼缘与下拼接板或者使用螺栓连接悬臂梁的上翼缘与上拼接板
→
腹板拼接。
13.本发明第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工系统。
14.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工系统，包括：模型建立单元，所述模型建立单元用于基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱结构模型；模型优化单元，所述模型优化单元用于对型钢组合梁柱结构的施工过程进行仿真分析，并优化螺栓数量、拼接板长宽高、悬臂段长度、螺栓预拉力、水平和竖向加劲肋尺寸等参数。
15.信息映射单元，所述信息映射单元用于将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工梁柱组合模型；加工单元，所述加工单元用于根据待加工型钢组合梁柱模型加工型钢组合梁柱；以及施工单元，所述施工单元用于按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位。
16.本发明还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种电子设备。
17.为此，本发明的上述目的通过如下技术方案实现：一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、通信接口、存储器之间通过通信总线完成相互间的通信，存储器，所述存储器用于存储计算机程序，处理器，所述处理器用于执行存储器上所存储的计算机程序以实现前文所述的型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法步骤。
18.本发明提供一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法、系统及设备，通过基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱模型，将型钢组合梁柱模型施工过程进行仿真分析，优化模型参数，将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工型钢组合梁柱模型，根据待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位；梁端交错设置拼接板，以达到提高梁柱连接的延性和减少螺栓数量和减少现场焊接的目的；基于节点加强型塑性铰外移的原理，在梁柱连接处增加水平和竖向加劲肋，并利用bim建立三维模型，优化型钢组合结构节点核心区域的施工布设，提前获取梁柱、拼接板、加劲板、螺栓、焊缝的精准定位，实现型钢梁柱组合结构构件信息化设计，达到降低施工难度和成本、缩短施工周期、提高施工效率和材料利用率、同时满足结构安全性能和经济性能的目的。
附图说明
19.图1a-1b为型钢组合梁柱的结构图。
20.图2为本发明所提供的型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法的流程图。
具体实施方式
21.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
22.针对前述提出的现有带悬臂梁段式型钢组合结构螺栓孔量大，截面削弱多，焊缝和螺栓连接处在地震作用下延性差，对施工工人的技术要求高，施工精度难以满足等问题，本发明提供一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法、系统及设备，实现全过程信息化设计及可视化施工模拟，降低施工难度和成本，缩短施工周期，提高施工效率和材料利用率，提高结构延性，同时满足结构安全性能和经济性能。
23.以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
24.如图2所示，一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法，包括：s1、基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱模型；s2、对型钢组合梁柱模型的施工过程进行仿真分析，优化模型参数，将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工型钢组合梁柱模型；s3、根据待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；以及s4、按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位。
25.通过基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱模型，将型钢组合梁柱模型施工过程进行仿真分析，优化模型参数，将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工型钢组合梁柱模型，根据待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位；梁端交错设置拼接板，以达到提高梁柱连接的延性和减少螺栓数量和减少现场焊接的目的；基于节点加强型塑性铰外移的原理，在梁柱连接处增加水平和竖向加劲肋，并利用bim建立三维模型，优化型钢组合结构节点核心区域的施工布设，提前获取梁柱、拼接板、加劲板、螺栓、焊缝的精准定位，实现型钢梁柱组合结构构件信息化设计，达到降低施工难度和成本、缩短施工周期、提高施工效率和材料利用率、同时满足结构安全性能和经济性能的目的。
26.在基于bim可视化三维建模技术建立型钢组合梁柱模型的过程中，根据型钢组合梁柱结构的初步设计文件在三维设计软件中建立型钢组合梁柱模型。型钢组合梁柱结构的初步设计文件可以是二维设计文件或者三维设计文件，初步设计文件包括型钢组合梁柱结构的竖向型钢柱、横向型钢梁、悬臂型钢梁段、高强螺栓、腹板拼接板、翼板拼接板、加劲肋等构件，三维设计软件可以是bim建模使用的任何一种软件，如revit，tekla等，只要能够对型钢梁柱组合结构的施工过程进行模拟，并能够优化模型参数即可，在此，可以选择世界通用的钢结构详图设计软件tekla，其良好的构件协同改变能力完全可以满足信息化动态调整，实现信息化设计。
27.优化模型参数包括：以成本最小为目标，强度刚度稳定性满足要求为状态，优化螺栓数量、拼接板长宽高、悬臂段长度、螺栓预拉力、水平和竖向加劲肋尺寸等参数。
28.根据待加工型钢组合梁柱模型加工型钢组合梁柱的过程中，将待加工型钢组合梁柱模型导出为平面加工图纸，根据平面加工图纸，加工型钢组合梁柱结构。
29.在根据平面加工图纸加工型钢组合梁柱结构的过程中，包括在加工厂将竖向型钢柱和悬臂型钢梁段焊接在一起并在焊缝处焊接水平和竖向加劲肋，焊接与悬臂梁端和框架梁端上、下翼板交错连接的拼接板，既能避免施工现场的焊接工作，又能保证施工质量和精度要求，且相对于传统带悬臂梁段式型钢组合结构减少了螺栓数量；根据平面图纸在型钢腹板及翼板精准钻螺栓孔，保证施工质量。
30.预设施工流程为：施工准备
→
型钢梁和型钢柱吊装就位
→
使用螺栓连接拼接梁的上（下）翼缘与上（下）拼接板
→
使用螺栓连接悬臂梁的下（上）翼缘与下（上）拼接板
→
腹板拼接。
31.本发明还提供一种型钢组合梁柱结构连接点信息化施工系统，包括：模型建立单元，所述模型建立单元用于基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱结构模型；模型优化单元，所述模型优化单元用于对型钢组合梁柱结构的施工过程进行仿真分析，并优化螺栓数量、拼接板长宽高、悬臂段长度、螺栓预拉力、水平和竖向加劲肋尺寸等参数。
32.信息映射单元，所述信息映射单元用于将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工梁柱组合模型；加工单元，所述加工单元用于根据所述待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；施工单元，所述施工单元用于按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位。
33.本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，所述处理器、通信接口、存储器之间通过通信总线完成相互间的通信，存储器，所述存储器用于存储计算机程序，处理器，所述处理器用于执行存储器上所存储的计算机程序以实现前文所述的型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法步骤。
34.本发明提供的型钢组合梁柱结构连接点信息化施工方法、系统及设备，通过基于bim可视化三维建模技术，建立型钢组合梁柱模型，将型钢组合梁柱模型施工过程进行仿真
分析，优化模型参数，将优化后的定位信息和设计信息，映射到型钢组合梁柱模型，得到待加工型钢组合梁柱模型，根据待加工型钢组合梁柱模型，加工型钢组合梁柱；按照预设施工流程，将型钢组合梁柱结构连接点安装到位；梁端交错设置拼接板，以达到提高梁柱连接的延性和减少螺栓数量和减少现场焊接的目的；基于节点加强型塑性铰外移的原理，在梁柱连接处增加水平和竖向加劲肋，并利用bim建立三维模型，优化型钢组合结构节点核心区域的施工布设，提前获取梁柱、拼接板、加劲板、螺栓、焊缝的精准定位，实现型钢梁柱组合结构构件信息化设计，达到降低施工难度和成本、缩短施工周期、提高施工效率和材料利用率、同时满足结构安全性能和经济性能的目的。
35.如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的型钢组合梁柱连接点信息化施工方法、系统及设备。但是，本领域技术人员，对于上述本发明所提出的型钢组合梁柱连接点信息化施工方法、系统及设备，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。