[发明专利]脚手架自动生成和优化系统

说明书

提出了一种脚手架自动生成和优化系统，所述系统包括所述脚手架自动生成和优化系统主要包括起始条件输入模块、脚手架基本模型生成模块、验算模块、模型修正模块以及脚手架构造图生成模块；所述起始条件输入模块用于输入脚手架基本模型生成模块所需用于生成脚手架基本模型的参数；所述脚手架基本模型生成模块用于根据起始条件输入模块输入的参数生成脚手架的基本模型；所述验算模块用于对所述脚手架的基本模型进行验算；所述模型修正模块用于根据验算模块的验算结果，对脚手架的基本模型进行优化；所述脚手架构造图生成模块根据模型修正模块输出的优化后的模型生成脚手架的结构图纸。本方案提高了安全验证的可靠性，降低了设计复杂度。

技术领域

本发明属于土木工程和计算机技术领域，具体涉及一种脚手架自动生成和优化系统。

背景技术

众所周知，随着我国经济的飞速发展，桥梁等结构物的建设效率以及建设数量在逐年增长。脚手架在桥梁施工中应用广泛，脚手架作为施工中的辅助工具以及临时承重部件，其安全性(包括承载能力，整体刚度，抗倾覆与稳定性等)就变得尤为重要。

国内外在研究和探索脚手架安全性方面，提出了许多实用的方法。在传统的研究中，建立了扣件式钢管脚手架体系(简称“扣件架体系”)的概念，分析了扣件架体系事故的现状、类型及发生的原因，通过对目前国内外有关扣件架体系安全性研究状况的分析，提出我国相关研究所存在的问题，并确立了研究框架，由此可见脚手架安全性的重要程度。脚手架安全性不达标，轻则会导致脚手架坍塌引起经济损失，重则会导致修建中结构物坍塌引起重大经济损失以及安全事故。例如通过运用贝叶斯网络的故障树方法，不仅避免了传统故障树法的缺点，也定量地找出脚手架坍塌事故的主要因素。以及在分析引起脚手架发生坍塌的主要因素的基础上，对扣件式钢管脚手架的安全性进行综合评价。而且在评价过程中，将力学计算中的定量分析运用到模糊综合评价中，使定量分析与定性分析两者相结合。脚手架的倾覆与验算，是在《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011的基础之上推导而出的。传统的脚手架搭建是先依照现行规范，在满足基本构造要求的情况下，直接进行搭建，搭建完成之后再进行安全与稳定性验算。

安全与稳定性验算是基于已经安装好的脚手架进行评估，其方式过于被动，所以施工现场发生的脚手架事故率仍然很高，并且施工现场人员素质参差不齐，脚手架设计，验算的可靠性很难保证，评价结果不可靠会带来很大的安全隐患，在发现问题时需要重新设计脚手架结构，会造成不必要的浪费。

由此可见，扣件式钢管脚手架的安全评估和优化设计是一个相对复杂且对评估人员要求较高的一项工作，而且多数施工场地不具备评价脚手架安全性的条件。因此随着计算机技术的发展，以计算机技术为基础建立一套脚手架自动设计和优化的系统就显得尤为重要。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种脚手架自动生成和优化系统。

根据本申请的一个方面，提出了一种脚手架自动生成和优化系统，所述脚手架自动生成和优化系统主要包括起始条件输入模块、脚手架基本模型生成模块、验算模块、模型修正模块以及脚手架构造图生成模块；所述起始条件输入模块用于输入脚手架基本模型生成模块所需用于生成脚手架基本模型的参数；所述脚手架基本模型生成模块用于根据起始条件输入模块输入的参数生成脚手架的基本模型；所述验算模块用于对所述脚手架的基本模型进行验算；所述模型修正模块用于根据验算模块的验算结果，对脚手架的基本模型进行优化，获得优化后的模型；所述脚手架构造图生成模块根据模型修正模块输出的优化后的模型生成脚手架的结构图纸。

根据本申请的一个方面，所述用于生成脚手架基本模型的参数包括组成脚手架的钢管的尺寸、钢管的材料特性、钢管能够承受的最大压力、脚手架搭建方式类型、外部荷载的大小和方向以及作用位置、结构物混凝土单位体积的质量、钢绞线的基本型号及用量和即将安装脚手架位置处的尺寸。

根据本申请的一个方面，所述脚手架基本模型生成模块用于根据起始条件输入模块输入的场地尺寸和用户选择的脚手架设计类型对脚手架的基本模型进行初始化。