基于BIM的保温与结构一体化外墙条板排板方法及系统

基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板方法及系统
技术领域
1.本发明属于装配式建筑技术领域，涉及一种外墙条板的排板方法及系统，尤其是一种基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板方法及系统。


背景技术：

2.随着装配式建筑的快速发展，保温与结构一体化外墙条板已逐渐在工程实践中得到应用。但由于缺乏针对这种新型外墙条板的排板方法，目前施工单位在外墙条板安装前，并不依据外墙条板的规格、门窗洞口的尺寸绘制排板图来组织墙板施工，而是采取以下两种方法：
3.一是由施工人员依据现场测量放线尺寸，确定外墙板规格和数量后，再提交给生产厂家加工制作墙板；二是在工地现场对生产厂家提供的标准规格条板进行二次切割，以满足墙板的安装尺寸与精度要求。在外墙条板的应用过程中，发现现有技术存在以下问题：
4.方法一虽然避免了墙板现场切割作业，但墙板的生产制作需在主体结构完工后方可进行，严重影响了工程施工进度，另外现场测量并确定外墙条板加工制作信息的方法费时费力，也无法实现墙板的批量化、流水线生产。
5.方法二虽然可以提前制作墙板，但工地现场还需要对生产厂家提供的标准规格条板进行二次切割，增加了生产成本、运输成本和人力成本，而且还产生了大量建筑废料，增加了工地垃圾排放。此为现有技术的不足之处。
6.有鉴于此，本发明提供一种基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板方法及系统；以解决现有技术中存在的上述技术问题，是非常有必要的。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于bim(建筑信息模型)的保温与结构一体化外墙条板排板方法及系统，以解决上述技术问题。
8.为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
9.一种基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板方法，包括以下步骤：
10.步骤s1：创建结构信息模型的步骤，该步骤中根据建筑结构施工图，获取各楼层与待排板外墙相关联的梁、柱、楼板的几何数据信息，创建包含梁、柱、板结构的主体结构模型，得到结构信息模型；
11.步骤s2：创建待排板外墙信息模型的步骤，该步骤中根据建筑施工图，获取各楼层待排板外墙的几何信息，创建包括所有待排板外墙的外墙信息模型；
12.步骤s3：生成待排板墙段信息模型的步骤，该步骤中基于所述的外墙信息模型，对待排板外墙拆分为两类：一类是待排板无洞口外墙，待排板无洞口外墙不进行拆分，直接生成无洞口墙段；另一类是待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则，在外墙洞口处生成竖向和水平加固构件，加固构件将待排板含洞口外墙拆分为若干待排板墙段，生成待排板墙段信息模型；
13.步骤s4：生成外墙条板信息模型的步骤，该步骤中基于待排板墙段信息模型，提取整栋建筑中全部待排板墙段几何信息，确定条板排布形式，并根据给定的排板规则依次排布外墙条板,包括标准板条板集合中的外墙条板标准板和以标准板为基础裁剪得到的外墙条板非标准板，生成外墙条板信息模型；
14.步骤s5：生成外墙条板编号信息的步骤，该步骤中基于外墙条板信息模型，将获得的所有规格外墙条板进行编码，不同排板方式、不同规格的外墙条板使用不同的墙板编号，在条板信息模型中生成外墙条板编号信息；
15.步骤s6：生成外墙条板排板图的步骤，该步骤中基于bim的可出图性，以带有外墙条板编号信息的建筑信息模型为数据源，生成外墙条板排板图，并针对每一编号的外墙条板，输出每层外墙条板明细表表和整栋建筑的外墙条板明细表。
16.作为优选，所述的步骤s1中，当创建的主体结构模型中存在特殊构造做法时，获取相关特殊构造信息对主体结构模型进行修正。
17.作为优选，所述的步骤s1中，主体结构模型的特殊构造做法，包括墙体角部无结构柱时需要增设的钢筋混凝土构造柱，厨房、卫生间等有水房间的外墙底部设置的混凝土坎梁。
18.作为优选，所述的步骤s2中，获取各楼层待排板外墙的几何信息包括外墙的高度、宽度、厚度和外墙的洞口信息。
19.作为优选，所述的步骤s2中，所述的外墙的洞口分为门洞口和窗洞口，所述的外墙的洞口信息包括洞口的高度、宽度以及洞口的相对位置信息。
20.作为优选，所述的步骤s3中，待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则是：
21.获取待排板外墙及其洞口的几何信息，并基于待排板外墙的风荷载设计值和洞口加强构件选用表，选取满足结构受力要求的加固构件，在洞口处生成竖向与水平加固构件。
22.所述待排板含洞口外墙被水平与竖向加固构件拆分成的若干待排板墙段，包含门侧墙段、门上墙段、窗侧墙段、窗下墙段、窗上墙段和窗间墙段。
23.所述加固构件可选用扁钢或角钢。
24.作为优选，所述的步骤s4中，所述待排板墙段几何信息包含待排板墙段高度、待排板墙段长度和待排板墙段厚度；所述条板排板形式包含竖板排布方式和横板排布方式；所述排板规则包含：
25.z1.板缝规则：墙板与柱、梁、楼板结构构件之间缝隙预定阈值范围为jf(该预定阈值范围jf优选为15mm-20mm),外墙条板与条板之间缝隙预定阈值范围为bf(该预定阈值范围bf优选为2mm-5mm)。
26.z2.标准板优选原则：为了方便排布墙板过程中选择最为合理的条板规格，提高条板的生产效率，减少板材的二次切割和材料浪费，优先选用标准板，标准板宽度符合模数3m(建筑模数统一标准规定1m＝100mm)的要求；
27.z3.最大利用率原则：为提高二次切割所形成的非标准板的利用率，引入第一非标准板为次优级条板规格，第一非标准板的宽度为标准板的一半。
28.z4.模数协调原则：为避免二次切割所形成的第二非标准板的类型过多，提高第二非标准板的生产效率，基于模数协调原则，调整预定阈值范围jf和bf的数值，按照模数0.1m对第二非标准板计算宽度取整。
29.z5.最小板宽原则：为避免第二非标准板的宽度过小，影响墙板的结构受力性能，规定竖板排布最小板宽为200mm。当所排板宽小于200mm时，直接输出构造柱。
30.z6.无洞口墙段排板计算规则：假设待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式。
31.板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
32.若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
33.若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
34.若l》600 jf；
35.计算：(l-2*jf)/600＝n
……
yushu；
36.若0≤yushu＜300，第一非标准板宽度＝300；
37.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
38.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
39.若300≤yushu＜600；
40.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
41.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
42.z7.窗侧墙段、门侧墙段的排板计算规则：假设上述待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式,板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
43.若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
44.若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
45.若l》600 jf；
46.计算：(l-jf)/600＝n
……
yushu；
47.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
48.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf
49.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
50.若300≤yushu＜600；
51.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
52.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
53.z8.窗下墙段、窗上墙段、门上墙段排板计算规则：假设上述待排板墙段的长度l，待排板墙段的高度为h，标准板宽度为600mm。
54.排板方式按下述方式确定：
55.若l≤600 2*bf，竖向排板，板长＝h-jf；
56.排板结果：第二非标准板宽度＝l-2*bf；
57.若l》600 2*bf，横板排布,板长＝l-2*bf
58.排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
59.若h≤600 jf排板结果：第二非标准板宽度＝h-jf；
60.若h》600 jf；
61.(h-jf)/600＝n
……
yushu；
62.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
63.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
64.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
65.若300≤yushu＜600；
66.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
67.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度
68.z9.窗间墙段排板计算规则：假设待排板窗间墙段长度l，待排板窗间墙段高度为h，标准板宽度为600mm。外墙条板采用竖板排布方式。板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
69.若0≤l＜200，排板结果：输出构造柱宽＝l；
70.若200≤l≤600,排板结果：第二非标准板宽度＝l；
71.若l》600；
72.计算：l/600＝n
……
yushu；
73.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽＝300；
74.第二非标准板宽＝300 yushu-n*bf
75.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
76.若300≤yushu＜600；
77.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
78.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
79.作为优选，所述的步骤s5中，条板编号依据条板长度和宽度信息进行编码，条板编码规则为：
80.规则1.竖板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用大写英文字母a、b、
……
x、y(去除i、o、z)进行编号；横板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用2个大写英文字母ha、hb、
……
hx、hy(去除hi、ho、hz)进行编号；
81.规则2.条板宽度编码顺序根据条板宽度用阿拉伯数字进行编码，宽度为600mm的标准板编码为1，宽度为300mm的第一非标准板编码为2，第二非标准板按照其宽度依次编码，如宽度为570mm的非标准板编码为5.7、宽度为450mm的非标准板编码为4.5、宽度为380mm的非标准板编码为3.8、宽度为320mm的非标准板编码为3.2。
82.作为优选，所述的步骤s6中，明细表信息包括：外墙条板编号、数量，与各条板编号相对应的条板宽度、条板高度和相同规格条板体积的总和。
83.本发明还提供一种基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板系统，包括：
84.创建结构信息模型模块，该模块根据建筑结构施工图，获取各楼层与待排板外墙相关联的梁、柱、楼板的几何数据信息，创建包含梁、柱、板结构的主体结构模型，得到结构信息模型；
85.创建待排板外墙信息模型模块，该模块根据建筑施工图，获取各楼层待排板外墙的几何信息，创建包括所有待排板外墙的外墙信息模型；
86.生成待排板墙段信息模型模块，该模块基于所述的外墙信息模型，对待排板外墙拆分为两类：一类是待排板无洞口外墙，待排板无洞口外墙不进行拆分，直接生成无洞口墙段；另一类是待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则，在外墙洞口处生成竖向和水平加固构件，加固构件将待排板含洞口外墙拆分为若干待排板墙段，生成待排板墙段信息模
型；
87.生成外墙条板信息模型模块，该模块基于待排板墙段信息模型，提取整栋建筑中全部待排板墙段几何信息，确定条板排布形式，并根据给定的排板规则依次排布外墙条板,包括标准板条板集合中的外墙条板标准板和以标准板为基础裁剪得到的外墙条板非标准板，生成外墙条板信息模型；
88.生成外墙条板编号信息模块，该模块基于外墙条板信息模型，将获得的所有规格外墙条板进行编码，不同排板方式、不同规格的外墙条板使用不同的墙板编号，在条板信息模型中生成外墙条板编号信息；
89.生成外墙条板排板图模块，该模块基于bim的可出图性，以带有外墙条板编号信息的建筑信息模型为数据源，生成外墙条板排板图，并针对每一编号的外墙条板，输出每层外墙条板明细表表和整栋建筑的外墙条板明细表。
90.作为优选，所述的创建结构信息模型模块中，当创建的主体结构模型中存在特殊构造做法时，获取相关特殊构造信息对主体结构模型进行修正。
91.作为优选，所述的创建结构信息模型模块中，主体结构模型的特殊构造做法，包括墙体角部无结构柱时需要增设的钢筋混凝土构造柱，厨房、卫生间等有水房间的外墙底部设置的混凝土坎梁。
92.作为优选，所述的创建待排板外墙信息模型模块中，获取各楼层待排板外墙的几何信息包括外墙的高度、宽度、厚度和外墙的洞口信息。
93.作为优选，所述的创建待排板外墙信息模型模块中，所述的外墙的洞口分为门洞口和窗洞口，所述的外墙的洞口信息包括洞口的高度、宽度以及洞口的相对位置信息。
94.作为优选，所述的生成待排板墙段信息模型模块中，待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则是：
95.获取待排板外墙及其洞口的几何信息，并基于待排板外墙的风荷载设计值和洞口加强构件选用表，选取满足结构受力要求的加固构件，在洞口处生成竖向与水平加固构件。
96.所述待排板含洞口外墙被水平与竖向加固构件拆分成的若干待排板墙段，包含门侧墙段、门上墙段、窗侧墙段、窗下墙段、窗上墙段和窗间墙段。
97.所述加固构件可选用扁钢或角钢。
98.作为优选，所述的生成外墙条板信息模型模块中，所述待排板墙段几何信息包含待排板墙段高度、待排板墙段长度和待排板墙段厚度；所述条板排板形式包含竖板排布方式和横板排布方式；所述排板规则包含：
99.z1.板缝规则：墙板与柱、梁、楼板结构构件之间缝隙预定阈值范围为jf(该预定阈值范围jf优选为15mm-20mm),外墙条板与条板之间缝隙预定阈值范围为bf(该预定阈值范围bf优选为2mm-5mm)。
100.z2.标准板优选原则：为了方便排布墙板过程中选择最为合理的条板规格，提高条板的生产效率，减少板材的二次切割和材料浪费，优先选用标准板，标准板宽度符合模数3m的要求；
101.z3.最大利用率原则：为提高二次切割所形成的非标准板的利用率，引入第一非标准板为次优级条板规格，第一非标准板的宽度为标准板的一半。
102.z4.模数协调原则：为避免二次切割所形成的第二非标准板的类型过多，提高第二
非标准板的生产效率，基于模数协调原则，调整预定阈值范围jf和bf的数值，按照模数0.1m对第二非标准板计算宽度取整。
103.z5.最小板宽原则：为避免第二非标准板的宽度过小，影响墙板的结构受力性能，规定竖板排布最小板宽为200mm。当所排板宽小于200mm时，直接输出构造柱。
104.z6.无洞口墙段排板计算规则：假设待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式。
105.板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
106.若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
107.若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
108.若l》600 jf；
109.计算：(l-2*jf)/600＝n
……
yushu；
110.若0≤yushu＜300，第一非标准板宽度＝300；
111.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
112.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
113.若300≤yushu＜600；
114.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
115.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
116.z7.窗侧墙段、门侧墙段的排板计算规则：假设上述待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式,板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
117.若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
118.若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
119.若l》600 jf；
120.计算：(l-jf)/600＝n
……
yushu；
121.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
122.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf
123.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
124.若300≤yushu＜600；
125.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
126.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
127.z8.窗下墙段、窗上墙段、门上墙段排板计算规则：假设上述待排板墙段的长度l，待排板墙段的高度为h，标准板宽度为600mm。
128.排板方式按下述方式确定：
129.若l≤600 2*bf，竖向排板，板长＝h-jf；
130.排板结果：第二非标准板宽度＝l-2*bf；
131.若l》600 2*bf，横板排布,板长＝l-2*bf
132.排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
133.若h≤600 jf排板结果：第二非标准板宽度＝h-jf；
134.若h》600 jf；
135.(h-jf)/600＝n
……
yushu；
136.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
137.第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
138.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
139.若300≤yushu＜600；
140.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
141.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度
142.z9.窗间墙段排板计算规则：假设待排板窗间墙段长度l，待排板窗间墙段高度为h，标准板宽度为600mm。外墙条板采用竖板排布方式。板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
143.若0≤l＜200，排板结果：输出构造柱宽＝l；
144.若200≤l≤600,排板结果：第二非标准板宽度＝l；
145.若l》600；
146.计算：l/600＝n
……
yushu；
147.若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽＝300；
148.第二非标准板宽＝300 yushu-n*bf
149.排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
150.若300≤yushu＜600；
151.第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
152.排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
153.作为优选，所述的生成外墙条板编号信息模块中，条板编号依据条板长度和宽度信息进行编码，条板编码规则为：
154.规则1.竖板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用大写英文字母a、b、
……
x、y(去除i、o、z)进行编号；横板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用2个大写英文字母ha、hb、
……
hx、hy(去除hi、ho、hz)进行编号；
155.规则2.条板宽度编码顺序根据条板宽度用阿拉伯数字进行编码，宽度为600mm的标准板编码为1，宽度为300mm的第一非标准板编码为2，第二非标准板按照其宽度依次编码，如宽度为570mm的非标准板编码为5.7、宽度为450mm的非标准板编码为4.5、宽度为380mm的非标准板编码为3.8、宽度为320mm的非标准板编码为3.2。
156.作为优选，所述的生成外墙条板排板图模块中，明细表信息包括：外墙条板编号、数量，与各条板编号相对应的条板宽度、条板高度和相同规格条板体积的总和。
157.本发明的有益效果在于，通过上述外墙条板排板方法所创建的bim模型，能够提取外墙条板几何信息，并将外墙条板几何信息精确地输送给生产厂家，进行定制化生产，避免在施工现场对条板产品进行二次处理，减少废料产生，也节省了生产成本、运输成本和人力成本；依据上述外墙条板排板方法创建的建筑信息模型，能够自动生成外墙条板各层排板图和立面排板图，用以指导保温与结构一体化外墙条板的现场安装工作,从而提高墙板的施工效率与质量。
158.此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
159.由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施
的有益效果也是显而易见的。
附图说明
160.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
161.图1是本发明实施例中提供的装配式钢结构住宅的结构信息模型。
162.图2是在图1上选取一层所创建的整个待排板外墙信息模型。
163.图3是示例装配式钢结构住宅整个待排板外墙信息模型。
164.图4是图2中一层待排板外墙拆分所得待排板墙段信息模型。
165.图5是图4中一层某一柱间的待排板无洞口墙段信息模型。
166.图6是图4中一层某一柱间的待排板含洞口墙段信息模型。
167.图7是图5中一层某一柱间待排板无洞口墙段进行条板排布所生成的外墙条板信息模型。
168.图8是图6中一层某一柱间含洞口墙段进行条板排布所生成的外墙条板信息模型。
169.图9是一层的待排板墙段经条板排布所生成的外墙条板信息模型。
170.图10是示例装配式钢结构住宅的外墙条板信息模型。
171.图11是图7外墙条板信息模型经自动编号所得到的条板编号图。
172.图12是图8外墙条板信息模型经自动编号所得到的条板编号图。
173.图13是示例装配式钢结构住宅一层外墙条板排布图。
174.图14是示例配式钢结构住宅西立面外墙条板排布图。
175.图15是示例装配式钢结构住宅中一层外墙条板明细表。
176.图中：11-结构梁；12-结构柱；13-楼板；14-钢筋混凝土构造柱；15-坎梁；21-待排板无洞口外墙；22-待排板含洞口外墙；31-无洞口墙段；32-门侧墙段；33-门上墙段；34-窗侧墙段；35-窗下墙段；36-窗上墙段；37-窗间墙段；38-竖向加固扁钢；39-横向加固扁钢；61-标准板；62-第一非标准板；63-第二非标准板。
具体实施方式
177.下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
178.实施例1：
179.本实施例基于一个装配式钢结构住宅进行详细说明。
180.该装配式钢结构住宅共有二层，一层层高为3.40m，二层层高3.0m，建筑外墙采用保温与结构一体化外墙条板，外墙条板以宽度为600mm的标准板和以标准板为基础裁剪得到的非标准板为例。
181.该装配式钢结构住宅外墙条板排板步骤为：
182.步骤s1：创建结构信息模型的步骤，
183.根据整栋建筑的结构施工图，获取各层与待排板外墙相关联的梁、柱、楼板的几何
信息，创建包含梁、柱、板等结构的主体结构模型，当主体结构中存在特殊构造做法时，获取相关构造信息对主体结构进行修正，得到结构信息模型(m1)。
184.具体地，如图1所示，根据该整栋建筑的结构施工图，获取与待排板外墙相关联的梁、柱、楼板的几何信息，分别创建包含结构梁11、结构柱12、楼板13等结构的主体结构模型，由于一层入口处墙角无结构柱、局部外墙为厨房、卫生间的外墙，对主体结构模型进行修正，在入口处墙角增设了钢筋混凝土构造柱14，相应有水房间的外墙底部增设了坎梁15，得到结构信息模型(m1)；该结构bim模型为三维结构模型，该模型包含与外墙相关联的、与结构施工图一致的结构信息及特殊构造做法。
185.步骤s2：创建待排板外墙信息模型的步骤，
186.基于结构信息模型(m1)，根据整栋建筑的建筑施工图，获取各层待排板外墙的几何信息，包括外墙的高度、宽度、厚度和外墙的洞口信息，创建包括所有待排板外墙的外墙信息模型(m2)。
187.具体地，如图2、图3所示，根据建筑施工图中的外墙和窗洞口信息，确定待排板外墙范围，先创建一层待排板外墙模型，待排板外墙中在存在洞口部位进行洞口创建，一层待排板外墙中包含待排板无洞口外墙21和待排板含洞口外墙22。二层重复上述步骤，最终获得所有待排板的外墙信息模型(m2)。该bim模型为三维建筑模型，该模型包含完整的、与建筑施工图一致的外墙信息。
188.步骤s3：生成待排板墙段信息模型的步骤，
189.基于外墙信息模型(m2)，对待排板外墙进行拆分，拆分划分为两类：一是待排板无洞口外墙，待排板无洞口外墙不进行拆分，直接生成无洞口墙段；二是待排板含洞口外墙,根据给定洞口加固规则，在外墙洞口处生成竖向和水平加固构件，加固构件将待排板含洞口外墙拆分为若干待排板墙段，生成待排板墙段信息模型(m3)。
190.具体地，以如图4所示，基于外墙信息模型(m2)，对待排板外墙进行拆分，待排板无洞口外墙不进行拆分，直接生成无洞口墙段31；对待排板含洞口外墙进行拆分，根据给定洞口加固规则，提取待排板外墙及其洞口的几何信息，并基于待排板外墙的风荷载设计值和洞口加强构件选用表，选取满足结构受力要求的加固构件，在洞口处自动生成竖向与水平加固构件。
191.本实施例中假设待排板外墙的风荷载设计值为1.0kn/m2,加固构件采用扁钢。竖向加固扁钢长度与待排板外墙高度一致，水平加固扁钢长度与窗洞口宽度一致。一层外墙高度h＝层高-结构高度＝3400-480＝2920mm，(0＜h≤3000mm)。
192.依据外墙洞口加强扁钢选用表，选取竖向加固扁钢和水平加固扁钢的规格，即扁钢的宽度(ws)和厚度(ts)。外墙洞口加固扁钢的规格：
193.当洞口宽度(0＜wd≤600mm)时，洞口两侧竖向加固扁钢规格为宽度(ws＝70mm)厚度(ts＝6mm)，洞口横向加固扁钢规格为宽度(ws＝70mm)厚度(ts＝6mm)。
194.当洞口宽度(600＜wd≤1200mm)时，洞口两侧竖向加固扁钢规格为宽度(ws＝75mm)厚度(ts＝8mm)，洞口横向加固扁钢规格为宽度(ws＝70mm)厚度(ts＝6mm)。
195.当洞口宽度(1200＜wd≤1800mm)时，洞口两侧竖向加固扁钢规格为宽度(ws＝75mm)厚度(ts＝8mm)，洞口横向加固扁钢规格为宽度(ws＝70mm)厚度(ts＝6mm)。
196.当洞口宽度(1800＜wd≤2400mm)时，洞口两侧竖向加固扁钢规格为宽度(ws＝
75mm)厚度(ts＝8mm)，洞口横向加固扁钢规格为宽度(ws＝80mm)厚度(ts＝10mm)。
197.外墙洞口加强扁钢选用表为：
[0198][0199]
按照洞口加固规则在外墙洞口处生成竖向和水平加固扁钢后，加固扁钢将待排板含洞口外墙拆分为若干待排板墙段，包含门侧墙段32、门上墙段33、窗侧墙段34、窗下墙段35、窗上墙段36和窗间墙段37。该bim模型为三维建筑模型，该模型包含完整的待排板墙段信息。
[0200]
具体地，如图5所示，该住宅楼的一层某一柱间的待排板无洞口外墙长度(l)为4000mm，高度(h)为2920mm，不进行拆分，生成无洞口墙段31；
[0201]
具体地，如图6所示，该住宅楼的一层某一柱间的待排板含洞口外墙长度(l)为4950mm，高度(h)为2920mm；提取该待排板外墙洞口信息，共包括2个相同尺寸窗洞口，洞口宽度wd为1500mm，根据给定洞口加固规则，对该待排板含洞口外墙的窗洞口进行加固处理。风荷载设计值为1.0kn/
㎡
，依据外墙洞口加强扁钢选用表，窗洞口两侧竖向加固扁钢规格为宽度(ws＝75mm)厚度(ts＝8mm)，洞口横向加固扁钢规格为宽度(ws＝70mm)厚度(ts＝
6mm)。该待排板含洞口外墙经上述洞口加固，拆分为2个窗侧墙段34、2个窗下墙段35、2个窗上墙段36和1个窗间墙段37。该层所有柱间生成的全部待排板墙段共同组成该层的待排板墙段信息模型。
[0202]
步骤s4：生成外墙条板信息模型的步骤；
[0203]
基于待排板墙段信息模型(m3)，提取整栋建筑中全部待排板墙段几何信息，确定条板排布形式，并根据给定的排板规则依次排布外墙条板,包括标准板条板集合中的外墙条板标准板和以标准板为基础裁剪得到的外墙条板非标准板，生成外墙条板信息模型(m4)。
[0204]
具体地，图7是图5中一层某一柱间的无洞口墙段31进行自动排板所生成外墙条板信息模型。提取该柱间无洞口墙段几何信息，其长度(l)为4000mm，高度(h)为2920mm，标准板宽度为600mm。根据无洞口墙段排板计算规则，采用竖向排板形式。板长＝h-2*jf＝2920-2*15＝2890。排板宽度的类型与数量按下列步骤确定：
[0205]
①
l＝4000》600 jf，引入计算式(l-2*jf)/600＝n
……
yushu，
[0206]
得：(4000-2*15)/600＝6
……
370；
[0207]
②
yushu＝370，300≤yushu＜600，
[0208]
则第二非标准板宽＝yushu-n*bf＝370-6*5＝340；
[0209]
③
输出排板结果：6*600(标准板) 340(第二非标准板)。
[0210]
具体地，图8是图6中一层某一柱间的窗侧墙段34、窗下墙段35、窗上墙段36和窗间墙段37进行自动排板所生成的外墙条板信息模型。
[0211]
提取窗侧墙段34几何信息，窗侧墙段长度(l)为450mm，高度(h)为2920mm，根据窗侧墙段排板规则，外墙条板采用竖板排布方式，板长＝h-2*jf＝2920-2*15＝2890mm。排板宽度的类型与数量按下列步骤确定：
[0212]
①
l＝450，200 jf≤l≤600 jf,
[0213]
则第二非标准板宽＝l-jf＝450-20＝430
[0214]
②
输出排板结果：430(第二非标准板)。
[0215]
提取窗下墙段35几何信息，窗下墙段长度(l)为1500mm，高度(h)为400mm，排板方式按下列步骤确定：
[0216]
①
l＝1500》600 2*bf；
[0217]
确定条板排布方式为横板排布，排板宽度的类型与数量按下列步骤确定：
[0218]
②
h＝900》600 jf，引入计算式(h-jf)/600＝n
……
yushu，
[0219]
得：(900-15)/600＝1
……
285；
[0220]
③
yushu＝285，0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽＝300，则第二非标准板宽＝300 yushu-n*bf＝300 285-1*5＝580
[0221]
④
输出排板结果：300(第一标准板) 580(第二非标准板)。
[0222]
提取窗上墙段36几何信息，窗上墙段长度(l)为1500mm，高度(h)为400mm，排板方式按下列步骤确定：
[0223]
①
l＝1500》600 2*bf；
[0224]
②
确定条板排布方式为横板排布；
[0225]
排板宽度的类型与数量按下列步骤确定：
[0226]
①
h＝400≤600 jf，
[0227]
②
输出排板结果：第二非标准板宽＝400-jf＝400-20＝380mm
[0228]
提取窗间墙段37几何信息，窗间墙段长度(l)为1050mm，高度(h)为2920mm，外墙条板采用竖板排布方式。板长＝h-2*jf＝2920-2*15＝2890，排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
[0229]
①
l＝1050》600，计算：l/600＝1
……
450
[0230]
300≤450＜600
[0231]
②
第二非标准板宽＝450-1*bf＝450-2＝448，根据模数协调规则，按照模数0.1m对非标准板计算宽度取整，第二非标准板宽为450mm
[0232]
排板结果：600(标准板) 450(第二非标准板)
[0233]
同样地，该楼层其它柱间所有待排板墙段均可由上述给定的排板规则自动生成相应的外墙条板信息模型，最终可获得该楼层的条板排布方案，如图9所示。
[0234]
同样地，其它所有楼层重复上述一层的外墙条板排布步骤，可获得整栋建筑的所有待排板外墙的条板排布方案，其外墙条板信息模型(m4)如图10所示。
[0235]
步骤s5：生成外墙条板编号信息的步骤，基于外墙条板信息模型(m4)，将获得的所有规格外墙条板进行墙板编码，不同规格的外墙条板使用不同的墙板编码，提取外墙条板信息模型中的条板几何信息，不同排板方式、不同规格的条板通过编码原则自动生成条板编码。
[0236]
具体地，图11是图7中无洞口外墙条板排布方案做出的一个条板自动编码实例。该方案中共有2种规格的外墙条板,排板方式均为竖向排板，根据所述条板编码规则，板长2890mm、板宽600mm的竖板编号为a1；板长2890mm、板宽340mm的竖板编号为a3.4。
[0237]
同样地，基于条板编码原则，图12是图8中一个含洞口外墙条板排布方案做出的一个条板编码实例。该方案中共有6种规格的外墙条板，根据排板方式划分为3种规格竖板和3种规格横板。根据所述条板编码规则，板长2890mm、板宽600mm的竖板编号为a1；板长2890、板宽430mm的竖板编号为a4.3；板高2890、板宽450mm的竖板编号为a4.5；板长1490mm、板宽300mm的横板编号为hc2；板长1490mm、板宽380mm的横板编号为hc3.8；板长1490mm、板宽580mm的横板编号为hc5.8。
[0238]
通过设定该条板编码原则，创建的外墙条板信息模型中的所有外墙条板均可生成相应的条板编码。
[0239]
步骤s6：生成外墙条板排板图的步骤，根据已进行条板编码的外墙条板信息模型生成相应的各层外墙条板平面排布示意图和各立面排布示意图；并分别输出每层外墙条板明细表和总外墙条板明细表。
[0240]
图13是示例装配式钢结构住宅一层平面外墙条板排布图，图中显示一层所有待排板外墙所用的外墙条板规格以及各规格条板在平面中的相对位置，并对所有规格外墙条板进行编号。
[0241]
图14是示例装配式钢结构住宅西立面外墙条板排布图，图中显示整栋建筑西立面所有待排板外墙所用的外墙条板规格以及其各规格条板在西立面中的相对位置，并对所有规格外墙条板进行编号。
[0242]
图15是示例配式钢结构住宅一层外墙条板明细表，明细表信息包括：条板编码，数
量，与各条板编码相对应的条板宽度、条板长度和相同规格条板体积之和。
[0243]
实施例2：
[0244]
本实施例提供一种基于bim的保温与结构一体化外墙条板排板系统，包括：
[0245]
创建结构信息模型模块，该模块根据建筑结构施工图，获取各楼层与待排板外墙相关联的梁、柱、楼板的几何数据信息，创建包含梁、柱、板结构的主体结构模型，得到结构信息模型；
[0246]
创建待排板外墙信息模型模块，该模块根据建筑施工图，获取各楼层待排板外墙的几何信息，创建包括所有待排板外墙的外墙信息模型；
[0247]
生成待排板墙段信息模型模块，该模块基于所述的外墙信息模型，对待排板外墙拆分为两类：一类是待排板无洞口外墙，待排板无洞口外墙不进行拆分，直接生成无洞口墙段；另一类是待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则，在外墙洞口处生成竖向和水平加固构件，加固构件将待排板含洞口外墙拆分为若干待排板墙段，生成待排板墙段信息模型；
[0248]
生成外墙条板信息模型模块，该模块基于待排板墙段信息模型，提取整栋建筑中全部待排板墙段几何信息，确定条板排布形式，并根据给定的排板规则依次排布外墙条板,包括标准板条板集合中的外墙条板标准板和以标准板为基础裁剪得到的外墙条板非标准板，生成外墙条板信息模型；
[0249]
生成外墙条板编号信息模块，该模块基于外墙条板信息模型，将获得的所有规格外墙条板进行编码，不同排板方式、不同规格的外墙条板使用不同的墙板编号，在条板信息模型中生成外墙条板编号信息；
[0250]
生成外墙条板排板图模块，该模块基于bim的可出图性，以带有外墙条板编号信息的建筑信息模型为数据源，生成外墙条板排板图，并针对每一编号的外墙条板，输出每层外墙条板明细表表和整栋建筑的外墙条板明细表。
[0251]
所述的创建结构信息模型模块中，当创建的主体结构模型中存在特殊构造做法时，获取相关特殊构造信息对主体结构模型进行修正；主体结构模型的特殊构造做法，包括墙体角部无结构柱时需要增设的钢筋混凝土构造柱，厨房、卫生间等有水房间的外墙底部设置的混凝土坎梁。
[0252]
所述的创建待排板外墙信息模型模块中，获取各楼层待排板外墙的几何信息包括外墙的高度、宽度、厚度和外墙的洞口信息；所述的外墙的洞口分为门洞口和窗洞口，所述的外墙的洞口信息包括洞口的高度、宽度以及洞口的相对位置信息。
[0253]
所述的生成待排板墙段信息模型模块中，待排板含洞口外墙,根据给定的洞口加固规则是：
[0254]
获取待排板外墙及其洞口的几何信息，并基于待排板外墙的风荷载设计值和洞口加强构件选用表，选取满足结构受力要求的加固构件，在洞口处生成竖向与水平加固构件。
[0255]
所述待排板含洞口外墙被水平与竖向加固构件拆分成的若干待排板墙段，包含门侧墙段、门上墙段、窗侧墙段、窗下墙段、窗上墙段和窗间墙段。
[0256]
所述加固构件可选用扁钢或角钢。
[0257]
所述待排板墙段几何信息包含待排板墙段高度、待排板墙段长度和待排板墙段厚度；所述条板排板形式包含竖板排布方式和横板排布方式；所述排板规则包含：
[0258]
z1.板缝规则：墙板与柱、梁、楼板结构构件之间缝隙预定阈值范围为jf(该预定阈值范围jf优选为15mm-20mm),外墙条板与条板之间缝隙预定阈值范围为bf(该预定阈值范围bf优选为2mm-5mm)。
[0259]
z2.标准板优选原则：为了方便排布墙板过程中选择最为合理的条板规格，提高条板的生产效率，减少板材的二次切割和材料浪费，优先选用标准板，标准板宽度符合模数3m的要求；
[0260]
z3.最大利用率原则：为提高二次切割所形成的非标准板的利用率，引入第一非标准板为次优级条板规格，第一非标准板的宽度为标准板的一半。
[0261]
z4.模数协调原则：为避免二次切割所形成的第二非标准板的类型过多，提高第二非标准板的生产效率，基于模数协调原则，调整预定阈值范围jf和bf的数值，按照模数0.1m对第二非标准板计算宽度取整。
[0262]
z5.最小板宽原则：为避免第二非标准板的宽度过小，影响墙板的结构受力性能，规定竖板排布最小板宽为200mm。当所排板宽小于200mm时，直接输出构造柱。
[0263]
z6.无洞口墙段排板计算规则：假设待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式。
[0264]
板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
[0265]
若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
[0266]
若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
[0267]
若l》600 jf；
[0268]
计算：(l-2*jf)/600＝n
……
yushu；
[0269]
若0≤yushu＜300，第一非标准板宽度＝300；
[0270]
第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
[0271]
排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
[0272]
若300≤yushu＜600；
[0273]
第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
[0274]
排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
[0275]
z7.窗侧墙段、门侧墙段的排板计算规则：假设上述待排板墙段长度l，待排板墙段高度为h，标准板宽度为600mm，外墙条板采用竖板排布方式,板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
[0276]
若0≤l＜200 jf，排板结果：输出构造柱宽＝l；
[0277]
若200 jf≤l≤600 jf,排板结果：第二非标准板宽度＝l-jf；
[0278]
若l》600 jf；
[0279]
计算：(l-jf)/600＝n
……
yushu；
[0280]
若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
[0281]
第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf
[0282]
排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
[0283]
若300≤yushu＜600；
[0284]
第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
[0285]
排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
[0286]
z8.窗下墙段、窗上墙段、门上墙段排板计算规则：假设上述待排板墙段的长度l，待排板墙段的高度为h，标准板宽度为600mm。
[0287]
排板方式按下述方式确定：
[0288]
若l≤600 2*bf，竖向排板，板长＝h-jf；
[0289]
排板结果：第二非标准板宽度＝l-2*bf；
[0290]
若l》600 2*bf，横板排布,板长＝l-2*bf
[0291]
排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
[0292]
若h≤600 jf排板结果：第二非标准板宽度＝h-jf；
[0293]
若h》600 jf；
[0294]
(h-jf)/600＝n
……
yushu；
[0295]
若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽度＝300；
[0296]
第二非标准板宽度＝300 yushu-n*bf；
[0297]
排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度；
[0298]
若300≤yushu＜600；
[0299]
第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
[0300]
排板结果：n标准板 第二非标准板宽度
[0301]
z9.窗间墙段排板计算规则：假设待排板窗间墙段长度l，待排板窗间墙段高度为h，标准板宽度为600mm。外墙条板采用竖板排布方式。板长＝h-2*jf,排板宽度的类型与数量按下述方式确定：
[0302]
若0≤l＜200，排板结果：输出构造柱宽＝l；
[0303]
若200≤l≤600,排板结果：第二非标准板宽度＝l；
[0304]
若l》600；
[0305]
计算：l/600＝n
……
yushu；
[0306]
若0≤yushu＜300，引入第一非标准板宽＝300；
[0307]
第二非标准板宽＝300 yushu-n*bf
[0308]
排板结果：(n-1)标准板 300(第一非标准板宽度) 第二非标准板宽度
[0309]
若300≤yushu＜600；
[0310]
第二非标准板宽度＝yushu-n*bf；
[0311]
排板结果：n标准板 第二非标准板宽度；
[0312]
所述的生成外墙条板编号信息模块中，条板编号依据条板长度和宽度信息进行编码，条板编码规则为：
[0313]
规则1.竖板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用大写英文字母a、b、
……
x、y(去除i、o、z)进行编号；横板排布方式的条板长度编码顺序根据条板长度由大到小排列用2个大写英文字母ha、hb、
……
hx、hy(去除hi、ho、hz)进行编号；
[0314]
规则2.条板宽度编码顺序根据条板宽度用阿拉伯数字进行编码，宽度为600mm的标准板编码为1，宽度为300mm的第一非标准板编码为2，第二非标准板按照其宽度依次编码，如宽度为570mm的非标准板编码为5.7、宽度为450mm的非标准板编码为4.5、宽度为380mm的非标准板编码为3.8、宽度为320mm的非标准板编码为3.2。
[0315]
所述的生成外墙条板排板图模块中，明细表信息包括：外墙条板编号、数量，与各
条板编号相对应的条板宽度、条板高度和相同规格条板体积的总和。
[0316]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0317]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0318]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0319]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0320]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。
[0321]
同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。
[0322]
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0323]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0324]
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。