专栏名称: 构力科技PKPM BIMBase
北京构力科技有限公司
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基于PKPM AID-JG的加固项目全过程智能化解决方案

构力科技PKPM BIMBase  · 公众号  ·  · 2024-12-30 17:00

正文


近年来,得益于城市化进程的加速、政府政策的支持以及市场需求的持续增长,“城市更新”成为了土木建筑行业一个重要的发展方向,鉴定加固项目的数量有着明显增长趋势,相关资料显示,预计到2029年城市更新工作的投资规模将超过9万亿元。这给我们设计行业带来了全新的机遇与挑战。

以往的加固项目,需要设计师在待加固的模型上人工布置加固方案,经计算对比后最终确定并出图,这样的处理模式效率较低且难以精确把握造价成本。为了解决这一痛点,我们创造性的将智能辅助设计PKPM-AID与加固设计结合起来,推出了AID-JG模块,旨在帮助用户快速找到最优加固方案,配合已有的支持实配钢筋快速录入以及自动绘制加固施工图等功能,助力设计师高效完成加固项目的设计工作。下面我们结合一个实际案例进行介绍。


工程背景

本项目为上海某生产车间(丙类)加固改造项目,原设计为轻工类使用荷载,因建造到第5层时使用方突然需要增加设备,活荷载一定幅度提高,故需要进行加固处理。主体为框架结构,共8层,总高约37m,抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度0.1g,设计地震分组第二组;场地类别IV类。基本风压0.55KN/㎡,地面粗糙度B类。


快速建立待加固模型

主要包括两部分内容,首先通过导入DWG图纸的形式快速建立各层模型,并进行荷载布置及楼层组装等操作,然后通过DWG识图录入的方式将实际配筋录入模型中,PKPM软件凭借其精确的识别能力,显著节约了设计师此项工作的时间。


2.1 原始模型建模

在近期版本中,我们重点优化了DWG图纸导入时的识别效果,解决了以往有些梁识别缺漏或梁高标注无法识别的情况,下图以二层梁为例,演示了导图建模的操作流程,通过单线模式检查可以发现针对一些偏心节点均可正确建模,梁柱截面尺寸也与图纸完全一致。

DWG导图建模演示


最终建立原始模型如图:

图2.2 整体三维模型


2.2 实配钢筋自动识别

加固项目中实配钢筋的录入是比较重要的一步,如果通过手动输入或者自动识别不准确的情况下再二次调整,会消耗设计师较多的时间及精力。新版本PKPM梁、柱构件均支持自动识别DWG图纸,帮助设计师快速完成钢筋录入工作。下面以三层柱施工图录入为例进行演示:

柱实配钢筋录入演示


AID-JG自动完成加固方案设计

根据项目实际情况设定好相关计算参数后,进行一次计算。查看鉴定加固计算结果中的实配/计算比值,出现了大面积实配钢筋不满足计算要求的情况。通过查看构件信息中计算钢筋面积以及最终需要配筋的面积(计算和构造取包络的结果),可以明确对应位置是计算控制还是构造控制。

图3.1 单层计算结果(不满足处标红)


以往设计师自行进行加固设计时,通常是根据实配与计算配筋差距,以及项目实际情况的要求,选择一种加固方式布置至模型中,通过计算结果确认所选方案的可行性,如不满足则再重新选择。这样的处理模式有两个痛点,首先是项目规模较大时,逐个构件进行布置以及后续的调整计算工作量大,耗时长;其次是计算通过后,较难保证所选方案的经济性为最优。为了解决这两个痛点,辅助设计师更为高效完成加固设计工作,我们推出了AID-JG功能。

AID-JG主要分为以下步骤:划分设计组、优选设置、启动优化及结果查看。


3.1 划分设计组

AID-JG提供了两种划分设计组方式,即可以一键生成设计组,此时所有的构件会按梁、柱分类划分至不同的设计组中,也可以手动根据楼层、主次梁、方向、跨度等条件快速筛选生成设计组,生成后同样支持再次拾取或剔除指定构件。

图3.2 快速生成设计组


本项目梁、柱构件加固原则较为一致,无论是主梁还是次梁均为优先采用纤维布加固法或粘钢加固法,次选加大截面法,柱构件优先采取粘钢加固法,次选加大截面法。故通过一键生成设计组的功能,将全楼梁构件划分至同一设计组内,柱构件同理。


3.2 优选设置

划分好设计组后,分别设置备选加固方式,梁构件支持增大截面法、外贴纤维法、外包型钢法以及外粘钢板法共四种,柱构件支持增大截面法、外包型钢法以及外粘钢板法共三种,每种加固方式均提供了丰富的参数设置选项,选择外粘钢板法参数展示如下:

图3.3 加固方法参数设置


优化目标目前支持造价最低、人工最少以及对空间影响最小三种,当选择造价最低时,会根据材料单价中设置的单价,自动选择造价最低的加固方案。优化过程中会实时输出造价变化情况。

图3.4 材料单价表


3.3 启动优化及结果查看

启动优化后,仅通过10次迭代计算,AID-JG针对约600个构件选出了最优加固方案,各迭代步输出材料用量及造价如下表:

表3.1 加固材料用量统计表


迭代过程中造价变化以及超限构件数量变化见下图:

图3.5 造价变化(左图)及超限构件数量变化(右图)


根据迭代数据,选择第七步模型作为最终模型,通过模型恢复功能将此模型恢复为当前模型,此时会自动进行加固方案布置,设计师确认后便可以运行计算并查看最终结果。

图3.5 局部加固方案示意图


加固计算结果如下:

图3.6 加固计算结果图


可以看到计算结果均为满足,至此便采用AID-JG高效的完成了本项目的加固设计。


自动绘制加固施工图

最后一步便是加固施工图的绘制,新版软件对此模块进行了优化,当前会依据国标图集进行加固施工图的标注表达,支持丰富多样的加固方式,涵盖增大截面、置换混凝土、外包型钢、粘贴钢板&纤维、钢板+增大截面复合加固等全部加固方式,同时出图效果也更为符合设计习惯。以本项目二层局部为例,自动生成施工图如下(局部位置):

图4.1 局部加固施工图


总结

随着钢筋录入、加固施工图等模块的不断完善,以及AID-JG模块的全新发布,PKPM为加固项目提供了从建模、计算到最终出图的全过程智能化解决方案。其中AID-JG作为AID在加固领域的延伸,可以自动识别计算不满足的构件,并按照设计师指定的条件与目标快速完成加固设计,减少了反复迭代计算的工作量,显著提升了工作效率。







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