【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑施工，具体而言，涉及一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统及施工方法。
技术介绍
1、考虑到当施工电梯基础落于地库顶板时，为保障结构安全及电梯使用安全，需对施工电梯基础进行回顶，且目前大部分地区采用轮扣式钢管支撑脚手架，施工电梯使用周期较长，钢管等租赁材料积压严重，费用较高；且回顶区域占地较广，不仅易被扰动或拆除，存在安全隐患，又影响地库顶棚的建筑施工，影响施工进度。
2、与此类似的专利技术，少部分地区采用整体式格构柱进行回顶，用于项目施工电梯基础的回顶施工，但整体式格构柱高度固定，只能适用于某一项目某种固定层高的建筑，在更换项目时，又需要根据建筑的结构对格构柱回顶结构进行重新设计，导致整体式格构柱只能一次性使用，增加了施工成本。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统及施工方法，解决了整体式格构柱高度固定，只能适用于某一项目某种固定层高的建筑，在更换项目时，又需要根据建筑的结构对格构柱回顶结构进行重新设计，导致整体式格构柱只能一次性使用，增加了施工成本的问题。
2、鉴于上述问题，本专利技术提出的技术方案是：
3、本专利技术提供一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，包括结构模拟模块、优化模块、可视化模块、实时监测模块、数据传输模块和服务器，所述结构模拟模块利用bim软件根据格构柱回顶结构设计图纸进行模拟；
4、所述优化模块利用etabs根据格构柱回顶结构的设计图纸进行结构分析
5、所述可视化模块用于对所述设计系统的画面进行可视化的展示；
6、所述实时监测模块用于对格构柱回顶结构的使用状态进行实时监控，并在所述结构模拟模块模拟时进行模拟监控，所述实时监测模块包括螺栓松落监测单元、沉降监测单元、钢结构裂缝监测单元、变形监测单元、应力监测单元和预警单元；
7、所述螺栓松落监测单元用于对螺栓松动状态进行监测；
8、所述沉降监测单元用于对格构柱回顶结构的安装后的沉降进行监测；
9、所述钢结构裂缝监测单元用于对格构柱的开裂情况进行监测；
10、所述变形监测单元用于监测格构柱回顶结构的位移变化数据；
11、所述应力监测单元用于监测格构柱回顶结构的应力情况；
12、所述预警单元用于根据所述实时监测模块的监测数据进行预警处理；
13、所述数据传输模块包括终端、路由以及无线网络，进行采集数据的缓存和传输；
14、所述数据传输模块与所述服务器无线通讯连接。
15、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述结构模拟模块和所述优化模块中的etabs与bim进行数据交换，实现bim模型和结构分析模型的双向导入导出，bim软件中的模型数据可以通过etabs进行结构分析和优化，反然后将分析结果馈回bim软件中，进行进一步的建筑设计或施工模拟。
16、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述沉降监测单元对格构柱回顶结构进行沉降预测，将格构柱回顶结构的倾角数据和压力数据变化数据进行预输入，对数据进行指数化处理，公式如下：
17、x0(k)＝aeu(k-1)
18、其中，x0(k)为处理后的格构柱回顶结构沉降数据序列，k为沉降监测数据序号，且k＝(1,2，…，n)，a为灰色作用量，u为指数处理后的发展系数，e为运算函数；
19、进行一次累加后得出对应的序列结果如下：
20、
21、构建微分方程，并采用最小二乘法进行估计，获取u和a的预估结果：
22、
23、其中，a为模型的发展系数，b为模型的灰色作用量；
24、构建格构柱回顶结构地基数据模型，公式如下：
25、
26、如果k<n，为格构柱回顶结构累计的地基沉降结果拟合值，如果k≥n，则表示格构柱回顶结构累计的地基沉降结果预测值。
27、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述螺栓松落监测单元为振动传感器或声音传感器中的一种，振动传感器或声波传感器安装在格构柱的横梁与立柱之间连接的螺栓两侧或螺栓底部对螺栓进行监测，通过声音传感器监测螺栓松动时产生的声音，通过分析声音的频率和幅值，判断螺栓的松动程度，通过振动传感器对螺栓松动时的振动幅度进行监测；
28、所述沉降监测单元为数字压力传感器和倾角传感器，数字压力传感器和倾角传感器设置在格构柱回顶结构的不同位置，对格构柱回顶结构进行土壤压力数据和倾斜数据的采集；
29、所述钢结构裂缝监测单元为声波传感器或摄像头中的一种，声波传感器安装在格构柱的横梁与立柱的连接处或内部，摄像头安装在格构柱回顶结构上的不同位置，通过摄像头实时监测格构柱的开裂情况，利用声波检测法将声波传输到格构柱或者结构中，利用接收器接收回来的信号进行分析，判断出裂缝的位置和形态信息；
30、所述变形监测单元为倾角传感器和位移传感器，倾角传感器安装在格构柱回顶结构的四角上，位移传感器安装在格构柱回顶结构的底部或顶部结构上，监测格构柱回顶结构的水平位移、垂直位移和倾斜变形情况；
31、所述应力监测单元为应力传感器，应力传感器安装在格构柱的横梁和立柱连接处或格构柱回顶结构的受力点，监测格构柱的应力情况。
32、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述预警单元中预设螺栓震动数据、压力数据、倾角数据、位移数据和应力数据的阀值，利用所述螺栓松落监测单元、所述沉降监测单元、所述钢结构裂缝监测单元、所述变形监测单元和所述应力监测单元监测的实时数据进行对比，若实时监测数据超出预设的阀值，则通过所述预警单元项所述数据传输模块发送预警信号。
33、另一方面，一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统的施工方法，包括以下步骤：
34、s1，根据图纸基于bim和etabs进行格构柱结构的模拟，并对格构柱的结构数据进行分析和优化；
35、s2，将审核无误后的周转可调节的施工电梯格构柱回顶图纸发送至定型化生产厂家，由厂家对格构柱各部件进行生产加工；
36、s3，材料进场时，由项目部门联合验收，查验进场材料的材质报告及合格证，材料尺寸及材料符合要求后方可进场，并对格构柱进行安装；
37、s4，在安装完成后对格构柱的使用装填进行实时监测，观察格构柱的稳定情况，进行保养维护；
38、s5，待施工电梯拆除后，对周转可调节的格构柱进行拆卸、分解，进行周转。
39、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤s1中bim和etabs进行格构柱结构的模拟的详细步骤如下：
40、s11，首先在etabs中建立模型，选择格构柱回顶结构的元素类型，并根据设计图纸进行组合和连接，同时，需要定义材料的属性，根据实际结构的需求，在模型上施加相应的载荷和约束；
41、s12，通过etabs的求解器进行结构分析，求解器会根据所施加的载荷和约束计算结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，包括结构模拟模块(101)、优化模块(102)、可视化模块(103)、实时监测模块(104)、数据传输模块(105)和服务器(200)，所述结构模拟模块(101)利用BIM软件根据格构柱回顶结构设计图纸进行模拟；
2.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述结构模拟模块(101)和所述优化模块(102)中的ETABS与BIM进行数据交换，实现BIM模型和结构分析模型的双向导入导出，BIM软件中的模型数据可以通过ETABS进行结构分析和优化，反然后将分析结果馈回BIM软件中，进行进一步的建筑设计或施工模拟。
3.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述沉降监测单元(1042)对格构柱回顶结构进行沉降预测，将格构柱回顶结构的倾角数据和压力数据变化数据进行预输入，对数据进行指数化处理，公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述螺栓松落监测单元(1041)为振动传感器或声音传感
5.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述预警单元(1046)中预设螺栓震动数据、压力数据、倾角数据、位移数据和应力数据的阀值，利用所述螺栓松落监测单元(1041)、所述沉降监测单元(1042)、所述钢结构裂缝监测单元(1043)、所述变形监测单元(1044)和所述应力监测单元(1045)监测的实时数据进行对比，若实时监测数据超出预设的阀值，则通过所述预警单元(1046)项所述数据传输模块(105)发送预警信号。
6.一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统的施工方法，应用于权利要求1～5中任一项所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中BIM和ETABS进行格构柱结构的模拟的详细步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，包括结构模拟模块(101)、优化模块(102)、可视化模块(103)、实时监测模块(104)、数据传输模块(105)和服务器(200)，所述结构模拟模块(101)利用bim软件根据格构柱回顶结构设计图纸进行模拟；
2.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述结构模拟模块(101)和所述优化模块(102)中的etabs与bim进行数据交换，实现bim模型和结构分析模型的双向导入导出，bim软件中的模型数据可以通过etabs进行结构分析和优化，反然后将分析结果馈回bim软件中，进行进一步的建筑设计或施工模拟。
3.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述沉降监测单元(1042)对格构柱回顶结构进行沉降预测，将格构柱回顶结构的倾角数据和压力数据变化数据进行预输入，对数据进行指数化处理，公式如下：
4.根据权利要求1所述的一种施工电梯的格构柱回顶结构的设计系统，其特征在于，所述螺栓松落监测单元(1041)为振动传感器或声音传感器中的一种，振动传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，徐小洋，谢璐，孙鹏，卓文军，
申请(专利权)人：中国建筑第二工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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