本發(fā)明涉及建筑，具體為一種基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法。

背景技術(shù)：

1、在建筑行業(yè)中，砌筑工程是施工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)的砌筑施工方法往往依賴于施工人員的經(jīng)驗(yàn)和手工操作，存在施工精度低、效率不高、材料浪費(fèi)等問(wèn)題。隨著建筑信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，基于建筑信息模型（building?information?modeling，簡(jiǎn)稱bim）的技術(shù)逐漸在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。bim技術(shù)是一種數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)和施工管理方法，它通過(guò)創(chuàng)建虛擬的建筑模型，集成了建筑項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維的全生命周期信息。利用bim技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)建筑信息的數(shù)字化、集成化和可視化，從而提高施工效率和質(zhì)量，降低工程成本。

2、在申請(qǐng)公布號(hào)為cn113435757a的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)中，公開(kāi)了基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法，包括s1、讀取設(shè)計(jì)圖紙，獲取待施工建筑的空間數(shù)據(jù)信息，建立bim預(yù)設(shè)模型；s2、提取bim預(yù)設(shè)模型中的模型砌筑位置、預(yù)設(shè)磚體的尺寸以及相鄰兩個(gè)預(yù)設(shè)磚體之間的灰縫厚度，形成主數(shù)據(jù)庫(kù)；s3、實(shí)時(shí)采集施工砌筑位置、砌筑磚體尺寸以及相鄰兩個(gè)砌筑磚體之間的灰縫厚度，形成實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；s4、比對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和主數(shù)據(jù)庫(kù)。本發(fā)明提供的基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法，加強(qiáng)施工信息和設(shè)計(jì)信息的整合，提高了砌筑過(guò)程的聯(lián)網(wǎng)效果和砌筑施工的把控；加強(qiáng)了對(duì)施工質(zhì)量的把控，進(jìn)而提高了設(shè)計(jì)和施工工作效率，有效減少返工，提高施工質(zhì)量和減少材料浪費(fèi)。

3、在以上發(fā)明申請(qǐng)中，實(shí)時(shí)采集施工砌筑位置、砌筑磚體尺寸以及相鄰兩個(gè)砌筑磚體之間的灰縫厚度，比對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和主數(shù)據(jù)庫(kù)，提高了砌筑過(guò)程的聯(lián)網(wǎng)效果和砌筑施工的把控，但實(shí)時(shí)采集過(guò)程通過(guò)采集機(jī)器人進(jìn)入施工場(chǎng)地完成，采集機(jī)器人上設(shè)置激光掃描裝置，并將采集機(jī)器人通信連接在計(jì)算機(jī)的gis系統(tǒng)中，然后將信息通過(guò)激光掃描裝置和gis系統(tǒng)傳遞至計(jì)算機(jī)中的bim模型中，使bim模型中的預(yù)設(shè)模型信息和施工現(xiàn)場(chǎng)的信息達(dá)到匹配，這使得砌筑監(jiān)測(cè)成本高，并且由于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變，如灰塵、振動(dòng)、溫度變化等，都可能影響監(jiān)測(cè)設(shè)備的精度和穩(wěn)定性。此外，施工空間有限，可能無(wú)法容納所有必要的監(jiān)測(cè)設(shè)備。

4、為此，本發(fā)明提供了一種基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）解決的技術(shù)問(wèn)題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法，本發(fā)明通過(guò)獲取砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp、砌筑灰縫偏差指數(shù)fp和砌筑音頻方差cf，計(jì)算砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)qp，向外發(fā)出該砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警，可以對(duì)砌筑質(zhì)量進(jìn)行量化評(píng)估，避免了傳統(tǒng)目視檢查或經(jīng)驗(yàn)判斷的主觀性和不確定性，能夠自動(dòng)發(fā)出砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警，及時(shí)提醒相關(guān)人員關(guān)注并采取相應(yīng)措施，對(duì)不合格部分進(jìn)行及時(shí)整改，有助于施工團(tuán)隊(duì)優(yōu)化施工計(jì)劃，合理安排資源，提高施工效率，從而解決了背景技術(shù)中記載的技術(shù)問(wèn)題。

3、（二）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法，包括如下步驟：

5、獲取建筑設(shè)計(jì)圖紙，依據(jù)bim技術(shù)建立建筑的bim模型，確定符合標(biāo)準(zhǔn)的磚體尺寸和灰縫厚度，并使用激光測(cè)距儀測(cè)量實(shí)際砌筑部分的實(shí)際尺寸，計(jì)算砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp；

6、使用相機(jī)采集實(shí)際砌筑部分的完整圖像，提取出實(shí)際砌筑部分的灰縫，獲取所有橫向灰縫的厚度、偏移角度和所有縱向灰縫的厚度和偏移角度，計(jì)算橫向灰縫的偏差系數(shù)fhp和縱向灰縫的偏差系數(shù)fzp，并進(jìn)一步計(jì)算砌筑灰縫偏差指數(shù)fp；

7、在砌筑部分隨機(jī)選取測(cè)量點(diǎn)，在測(cè)量點(diǎn)使用相同力度敲擊使用錄音設(shè)備采集敲擊音頻，算敲擊音頻評(píng)價(jià)指數(shù)yj及砌筑音頻方差cf；

8、獲取砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp、砌筑灰縫偏差指數(shù)fp和砌筑音頻方差cf，計(jì)算砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)qp，向外發(fā)出該砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警。

9、進(jìn)一步的，獲取建筑設(shè)計(jì)圖紙，依據(jù)bim技術(shù)建立建筑的bim模型，從bim模型中提取砌筑部分的關(guān)鍵尺寸，包括砌筑部分的厚度、高度、長(zhǎng)度以及特殊部位的尺寸要求，選擇與砌筑部分厚度尺寸最接近且符合標(biāo)準(zhǔn)的磚體尺寸，并調(diào)整灰縫厚度來(lái)匹配砌筑部分的尺寸，確定符合標(biāo)準(zhǔn)的磚體尺寸和灰縫厚度，記為理想橫向灰縫厚度lh和理想縱向灰縫厚度lz。

10、常用的標(biāo)準(zhǔn)磚體尺寸有240mm×115mm×53mm（長(zhǎng)×寬×厚）等，灰縫厚度一般控制在8~12mm之間，具體數(shù)值可以根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。

11、進(jìn)一步的，使用激光測(cè)距儀測(cè)量實(shí)際砌筑部分的實(shí)際尺寸，包括砌筑部分的厚度hd、高度gd、長(zhǎng)度cd以及特殊部位的厚度thd、高度tgd、長(zhǎng)度tcd，計(jì)算砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp：

12、

13、其中，、和分別為砌筑部分的設(shè)計(jì)厚度、高度、長(zhǎng)度，、和分別為砌筑部分特殊部位的設(shè)計(jì)厚度、高度、長(zhǎng)度。

14、進(jìn)一步的，使用相機(jī)采集實(shí)際砌筑部分的完整圖像，依據(jù)激光測(cè)距儀測(cè)量得到的實(shí)際砌筑部分的實(shí)際尺寸，確定圖像比例尺，將圖像尺寸與實(shí)際尺寸對(duì)齊。

15、進(jìn)一步的，依據(jù)圖像處理中的裂縫檢測(cè)技術(shù)從實(shí)際砌筑部分的完整圖像中提取出實(shí)際砌筑部分的灰縫，并根據(jù)裂縫的方向和位置信息，識(shí)別出橫向灰縫和縱向灰縫，并使用圖像處理軟件中的測(cè)量工具提取出橫向灰縫和縱向灰縫的尺寸（即長(zhǎng)*寬）和偏移角度，選取尺寸小的一條邊記為橫向灰縫或縱向灰縫的厚度。

16、其中，橫向灰縫的偏移角度以水平線為基準(zhǔn)，縱向灰縫的偏移角度以垂直線為基準(zhǔn)。

17、進(jìn)一步的，獲取所有橫向灰縫的厚度、偏移角度和所有縱向灰縫的厚度和偏移角度，計(jì)算橫向灰縫的偏差系數(shù)fhp和縱向灰縫的偏差系數(shù)fzp：

18、

19、其中， i表示實(shí)際砌筑部分所有橫向灰縫的編號(hào)， i=1、2、…、 n， n為橫向灰縫的總數(shù)量。

20、進(jìn)一步的，獲取橫向灰縫的偏差系數(shù)fhp和縱向灰縫的偏差系數(shù)fzp，計(jì)算砌筑灰縫偏差指數(shù)fp：

21、

22、對(duì)應(yīng)的砌筑灰縫偏差指數(shù)fp的計(jì)算公式如上。

23、進(jìn)一步的，在砌筑部分隨機(jī)選取測(cè)量點(diǎn)，在測(cè)量點(diǎn)使用相同力度敲擊使用錄音設(shè)備采集敲擊音頻，使用傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，將頻率范圍分成a個(gè)等份，每個(gè)等份的寬度為，獲取在每個(gè)頻率等份內(nèi)的幅值，以及該頻率等份內(nèi)頻率點(diǎn)的數(shù)量，計(jì)算敲擊音頻評(píng)價(jià)指數(shù)yj：

24、

25、其中，k表示每個(gè)頻率等份對(duì)應(yīng)的順序編號(hào)，， a為頻率等份的總數(shù)量。

26、進(jìn)一步的，獲取所有測(cè)量點(diǎn)的敲擊音頻評(píng)價(jià)指數(shù)yj，計(jì)算砌筑音頻方差cf：

27、

28、其中，j表示砌筑部分所有測(cè)量點(diǎn)的順序編號(hào)，， m為測(cè)量點(diǎn)的總數(shù)量。

29、進(jìn)一步的，獲取砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp、砌筑灰縫偏差指數(shù)fp和砌筑音頻方差cf，計(jì)算砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)qp：

30、

31、其中，表示歷史砌筑整體偏差系數(shù)的最大值，表示歷史砌筑整體偏差系數(shù)的最小值，表示歷史砌筑灰縫偏差指數(shù)的最大值，表示歷史砌筑灰縫偏差指數(shù)的最小值，表示歷史砌筑音頻方差的最大值，表示歷史砌筑音頻方差的最小值。

32、進(jìn)一步的，當(dāng)砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)qp大于時(shí)，向外發(fā)出該砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警；其中，表示歷史砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的均值，表示歷史砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的方差。

33、（三）有益效果

34、本發(fā)明提供了一種基于bim的建筑砌筑的設(shè)計(jì)及施工方法，具備以下有益效果：

35、1、獲取建筑設(shè)計(jì)圖紙，依據(jù)bim技術(shù)建立建筑的bim模型，確定符合標(biāo)準(zhǔn)的磚體尺寸和灰縫厚度，記為理想灰縫厚度lh，并使用利用激光測(cè)距儀測(cè)量實(shí)際砌筑部分的實(shí)際尺寸，計(jì)算砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp，可以精確規(guī)劃磚體的排列和灰縫的厚度，確保施工前的規(guī)劃與實(shí)際施工高度一致，精確計(jì)算所需材料的數(shù)量和規(guī)格，優(yōu)化材料采購(gòu)和庫(kù)存管理。

36、2、使用相機(jī)采集實(shí)際砌筑部分的完整圖像，提取出實(shí)際砌筑部分的灰縫，獲取所有橫向灰縫的厚度、偏移角度和所有縱向灰縫的厚度和偏移角度，計(jì)算橫向灰縫的偏差系數(shù)fhp和縱向灰縫的偏差系數(shù)fzp，并進(jìn)一步計(jì)算砌筑灰縫偏差指數(shù)fp，可以直觀地了解砌筑過(guò)程中灰縫的均勻性和一致性，考慮了橫向和縱向灰縫的整體偏差情況，為砌筑質(zhì)量的全面評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù)。

37、3、在砌筑部分隨機(jī)選取測(cè)量點(diǎn)，在測(cè)量點(diǎn)使用相同力度敲擊使用錄音設(shè)備采集敲擊音頻，算敲擊音頻評(píng)價(jià)指數(shù)yj及砌筑音頻方差cf，可以分析不同測(cè)量點(diǎn)之間的敲擊聲音差異，從而精準(zhǔn)定位砌筑質(zhì)量存在的問(wèn)題區(qū)域，例如，方差較大可能意味著某些區(qū)域的灰縫飽滿度或平整度存在問(wèn)題，能夠客觀地反映砌筑質(zhì)量的好壞，為驗(yàn)收工作提供科學(xué)依據(jù)。

38、4、獲取砌筑部分的砌筑整體偏差系數(shù)qzp、砌筑灰縫偏差指數(shù)fp和砌筑音頻方差cf，計(jì)算砌筑綜合評(píng)價(jià)指數(shù)qp，向外發(fā)出該砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警，可以對(duì)砌筑質(zhì)量進(jìn)行量化評(píng)估，避免了傳統(tǒng)目視檢查或經(jīng)驗(yàn)判斷的主觀性和不確定性，能夠自動(dòng)發(fā)出砌筑質(zhì)量不合格預(yù)警，及時(shí)提醒相關(guān)人員關(guān)注并采取相應(yīng)措施，對(duì)不合格部分進(jìn)行及時(shí)整改，有助于施工團(tuán)隊(duì)優(yōu)化施工計(jì)劃，合理安排資源，提高施工效率。