BIM脚手架智能设计软件

一、行业背景

脚手架及模板工程是房建、桥梁工程中的重要环节，在项目实施过程中往往依靠手工排布脚手架，效率低，且施工前无可视化模型作为参照，如设计不当，易导致安全隐患和材料浪费，手工设计完平面及立面图后需要人工统计工程量，编写计算书及施工方案，设计人员工作量大且设计成本较高。

 图1    脚手架搭设

当项目采用铝模板施工时，铝模为标准尺寸，不易开口，造成悬挑型钢与铝模板交接处施工质量难控制，型钢预留洞口混凝土观感差，需要二次处理，且往往要废掉一套的墙柱模板，归根结底，是由于悬挑型钢布置不合理 ，而悬挑型钢的布置受立杆点位布置影响，因此必须解决悬挑型钢穿越结构构件的问题，星层脚手架智能设计软件能够根据建筑物轮廓和剪力墙位置，能够直接生成立杆，并能根据剪力墙位置手动快速调整立杆位置，避免悬挑型钢因立杆位而穿剪力墙。
　　

二、星层脚手架智能设计软件简介

星层科技脚手架智能设计软件分为盘扣式和扣件式两种，可用于各类高层住宅、办公楼、商业裙楼、地下室等结构。使用者只需手动输入脚手架设计相关技术参数，软件便可智能设计，并生成Revit脚手架整个模型。模型构件基于项目文档中存在的标高平面进行分层处理，方便使用者根据施工进度的要求预览脚手架的局部模型，并且软件具有避让结构构件功能。另外，软件还提供了计算校核、智能计算及导出计算书三大功能，方便使用者及时发现不合理的设计参数，获取相关计算书，同时，能够智能生成各构配件工程量清单及项目平面图、立面图及剖面图，大大提高了设计效率和准确性。

星层科技研发的星层脚手架智能设计软件V1.0的特点包括：

1）强大的三维模型功能，可以进行很好的三维展示和编辑。

2）机动且便捷的避让功能，能够手动调整立杆点位及悬挑型钢，用于优化立杆布置和避让墙柱，最大程度的减少由于布置不合理引起的材料浪费。

3）内嵌结构计算引擎，协同规范参数约束条件实现基于结构模型自动计算脚手架参数，免去频繁试算调整。

4）设计输出包括架体平面图、悬挑型钢平面图、立面图、剖面图、节点大样图、计算书、施工方案、材料工程量统计。

5）根据规范要求实现脚手架立杆错开搭接1000mm或500mm，悬挑型钢、施工梯、人货梯、连墙件等细部构造完全遵循《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》(JGJ231-2010)及《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)，三维模型与实际工程更为接近。

6）内嵌各种材料杆件类型、规范参数，用户能够选择相应构件型号，自动生成构件截面特性等数据。

三、星层脚手架智能设计软件主要功能及操作步骤

星层脚手架智能设计软件操作步骤如下：

图2  软件主页面

（1）读取CAD标高

选择脚手架类型，导入CAD层高表，软件自动识别CAD层高表信息，从而生成结构各层标高位置信息。

图3   标高创建

（2）创建模型

导入将CAD结构平面图，软件能够识别建筑结构外部轮廓，从而生成建筑外轮廓模型。

（3）参数输入

使用者可根据《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》或《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》及项目所在地区的结构设计要求，填写相关设计参数。填写完毕后点击“保存确认”，相关设计参数将关联项目地区并存储于本地，各类杆件相关参数与模型进行联动。 

图4   设置脚手架参数

图 5   设置各类杆件参数

图 6  设置荷载参数

（4）设计校核

参数填写确认后，软件会弹出设计校核界面，提示使用者设计参数是否符合安全要求，并详细地列出不满足设计要求的地方，方便使用者确认不合理参数并返回进行修改。当所填写参数满足所有设计要求时，软件才允许使用者进行建模操作及导出最后计算书、施工方案。

图7  设计校核

图 8   计算书

（5）智能设计

根据建筑物轮廓和墙柱位置，能够直接生成立杆，并能根据墙柱位置手动快速调整立杆位置，避免悬挑型钢穿越墙柱等结构构件，布置完立杆后能够直接依次生成横杆、斜杆、脚手板、悬挑型钢，支持手动布置施工梯、人货梯、局部建筑外边缩进平台。

 图9 智能设计平面布置界面

图10 设计完成后平面

（6）生成三维模型

根据施工进度，选择合适的标高平面生成脚手架三维模型，可根据实际需要选择生成模型的部位。

图11 模型中施工梯部位

图12 模型中悬挑槽钢部位

 图13 局部部位

图14 分层生成整楼模型

（7）工程量统计

根据生成的脚手架Revit模型，直接导出脚手架工程量明细表，包含立杆、横杆、斜杆、连墙件、挡脚板、施工梯、卸料平台、脚手板、悬挑型钢、安全网等各类构件的用量。

图15 工程量清单

图16 导出工程量清单Excel表

四、结语
         星层科技研发的星层脚手架智能设计软件，实现了基于BIM的脚手架智能设计，能够最大程度的避免悬挑主梁穿越墙柱，立杆布置不合理等问题。同时也自动生成了脚手架的BIM模型，能够一键式生成施工方案和计算书，在设计阶段就得到了立杆、横杆、脚手板、挡脚板、悬挑型钢、连墙件、施工梯、卸料平台等材料配件的工程量，并且可以生成施工图，真正做到了优化设计、精准设计、智能设计。