CN107806176A - 钢结构装配式建筑及其基于bim的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域，旨在解决现有的装配式建筑施工时需要分散堆放、多处吊装作业、施工效率低的问题，提供钢结构装配式建筑及其基于BIM的施工方法。钢结构装配式建筑包括：多层沿竖向间隔的预制底板，各个预制底板设有多个安装槽；支撑于各个竖向相邻两预制底板之间的钢结构框架，各层的钢结构框架由多个矩阵分布的预制子框架拼接而成；子框架为由杆件连接而成的长方体框架；各个预制子框架的底部滑动配合于安装槽中，并通过紧固件连接于预制底板；覆接于钢结构框架外周面并围成钢结构装配式建筑室内空间的预制外墙体。本发明的有益效果是钢结构装配式建筑各部件可集中堆放，集中吊装到位，具有装配效率高，节省施工时间的有益效果。

Description

钢结构装配式建筑及其基于BIM的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及钢结构装配式建筑及其基于BIM的施工方法。

背景技术

钢结构装配式建筑为建筑的部分构件在工厂预制，然后运送至现场进行拼装的建造方法。然而，现有的装配式建筑施工时存在需要分散堆放、多处吊装作业、施工效率低的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种钢结构装配式建筑，以解决现有的装配式建筑施工时存在需要分散堆放、多处吊装作业、施工效率低的问题。

本发明的另一目的在于提供一种上述钢结构装配式建筑的基于BIM的施工方法。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种钢结构装配式建筑，其包括：

多层沿竖向间隔的预制底板，各个预制底板上分别设有多个相互平行并沿第一方向延伸的安装槽；

支撑于各个竖向相邻两预制底板之间的钢结构框架，各层的钢结构框架由多个矩阵分布的预制子框架拼接而成；子框架为由杆件连接而成的长方体框架；各个预制子框架的底部滑动配合于安装槽中，并通过紧固件紧固连接于预制底板；

覆接于钢结构框架外周面并围成钢结构装配式建筑室内空间的预制外墙体。

本实施例中的钢结构装配式建筑的构筑方式为，在工厂预制各个构成部分：预制底板、子框架、预制外墙体，然后将这些构成部分转运至现场进行拼装。拼装方法为：先设置最下层的预制底板，然后吊装子框架嵌入在相邻的两个安装槽上，沿安装槽的延伸方向推动子框架至其安装位置后通过紧固件紧固连接在预制底板上。第一层的子框架全部安装完成后构成该层的钢结构框架；然后吊装上一层的预制底板支撑连接在刚安装完成的钢结构框架的上端面；如此反复直至完成所有楼层的钢结构框架和预制底板的拼装；最后再在各层钢结构框架的外周面覆接预制外墙体，实现对建筑的封闭，完成建筑主体结构的施工。

本实施例中的钢结构装配式建筑的各个构成部分转运到现场后，构成钢结构框架的各个子框架可堆放于建筑在第一方向的同一侧，然后通过沿安装槽滑动所要安装固定的位置，并进行紧固。相比之下，现有技术安装在不同侧的部件需要分别堆放在不同侧，并通过不同的吊装机械吊装或反复移动吊装机械才吊装操作，需要消耗现场较长时间的施工时间。

因此，本实施例中的钢结构装配式建筑各部件可集中堆放，集中吊装到位，具有装配效率高，节省施工时间的有益效果。

在本实施例的一种实施方式中：

至少部分用于分隔钢结构装配式建筑室内空间的内墙板覆接于钢结构框架的周面。

在本实施例的一种实施方式中：

外墙体由多片外墙板拼接而成，并且各个外墙板的内侧覆接于钢结构框架的外侧面。

在本实施例的一种实施方式中：

外墙板通过第一连接结构覆接于钢结构框架；第一连接结构包括连接角钢和预埋于外墙板中的连接板；连接角钢一边贴合并连接于钢结构框架的外侧，另一边沿水平方向延伸并通过螺纹连接连接板。

在本实施例的一种实施方式中：

外墙板包括两侧的面板和中间的发泡板。

在本实施例的一种实施方式中：

子框架包括相对的上平面框架、下平面框架，以及支撑连接于上平面框架和下平面框架之间的支撑竖杆。

在本实施例的一种实施方式中：

上平面框架由多个工字钢梁连接而成。

在本实施例的一种实施方式中：

相邻的子框架的相对的支撑竖杆之间夹持弹性垫块，并通过连接螺杆连接。

在本实施例的一种实施方式中：

紧固件为包括预埋于预制底板上的锚固螺钉和螺纹连接锚固螺钉并将子框架压合紧固于预制底板上的螺母。

本发明实施例还提供一种前述的钢结构装配式建筑基于BIM的施工方法，其包括：

基于BIM建立预制底板、各个子框架、外墙体的三维模型；

在三维虚拟空间根据设定的装配顺序装配预制底板、各个子框架、外墙体，找出该虚拟装配过程中出现的干涉、碰撞问题；

通过调整虚拟装配中出现问题的构件的结构和/或调整装配顺序后，再次进行虚拟装配；

在虚拟装配正常完成后，记录虚拟装配过程，进行现场实际装配施工，完成钢结构装配式建筑的施工。

综合以上描述，本实施例中的钢结构装配式建筑各部件可集中堆放，集中吊装到位，钢结构装配式建筑和基于BIM的施工方法具有装配效率高，节省施工时间的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中的钢结构装配式建筑的结构示意图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3为本发明实施例的预制子框架的结构示意图；

图4示出了本实施例中预制子框架通过紧固件连接于预制底板上的连接示意图。

图标：100-钢结构装配式建筑；10-预制底板；C1-安装槽；20-钢结构框架；20a-预制子框架；40-外墙体；M0-紧固件；M1-锚固螺钉；M2-螺母；40a-预制外墙板；60-第一连接结构；61-连接角钢；62-连接板；41-面板；42-发泡板；21-上平面框架；22-下平面框架；23-支撑竖杆；50-弹性垫块；。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

图1是本发明实施例中的钢结构装配式建筑100的结构示意图；图2是图1沿A-A线的剖视图。请参照图1、图2，本实施例中的钢结构装配式建筑100包括：

多层沿竖向间隔的预制底板10，各个预制底板10上分别设有多个相互平行并沿第一方向延伸的安装槽C1；

支撑于各个竖向相邻两预制底板10之间的钢结构框架20，各层的钢结构框架20由多个矩阵分布的预制子框架20a拼接而成；参见图3，预制子框架20a为由杆件连接而成的长方体框架；各个预制子框架20a的底部滑动配合于安装槽C1中，并通过紧固件M0紧固连接于预制底板10；以及

覆接于钢结构框架20外周面并围成钢结构装配式建筑100室内空间的预制外墙体40。

前述第一方向可以是沿着钢结构装配式建筑100在地面上投影的较长方向，例如对于整体为长方形占地的建筑，第一方向可选为建筑的长向。这样，可以使得两侧距离较远的各个预制子框架20a均可在一侧吊装，然后通过沿安装槽C1滑动的方式滑动到另一侧的安装位置，具有安装效率高，不需要在两侧堆料，在两侧吊装的优点。

前述安装槽C1可以是直接从预制底板10向下凹设的槽，也可以在预制底板10的上表面连接带有安装槽C1的条形板(未示出)。安装槽C1的形状理所当然可选择适配预制子框架20a的底面形状，以便于预制子框架20a滑动和最后的紧固定位为宗旨。例如安装槽C1可设置成U形槽，参见图3，对应的预制子框架20a的底部下端的一组平行杆件相对另一组错开相对靠下，这样在装配时，较靠下的一组平行杆件对应滑动配合在两个相邻的安装槽C1中，从而实现方便的沿安装槽C1滑动。紧固件M0可设置成多种形式，例如，参见图4，在本实施例的一种实施方式中：紧固件M0为包括预埋于预制底板10上的锚固螺钉M1和螺纹连接锚固螺钉M1并将预制子框架20a压合紧固于预制底板10上的螺母M2。紧固件的M0的数量和布置方式可根据实际需要设置。

本实施例中的钢结构装配式建筑100的构筑方式为，在工厂预制各个构成部分：预制底板10、预制子框架20a、预制外墙体40，然后将这些构成部分转运至现场进行拼装。拼装方法为：先设置最下层的预制底板10，然后吊装预制子框架20a嵌入在相邻的两个安装槽C1上，沿安装槽C1的延伸方向推动预制子框架20a至其安装位置后通过紧固件M0紧固连接在预制底板10上。第一层的预制子框架20a全部安装完成后构成该层的钢结构框架20；然后吊装上一层的预制底板10支撑连接在刚安装完成的钢结构框架20的上端面；如此反复直至完成所有楼层的钢结构框架20和预制底板10的拼装；最后再在各层钢结构框架20的外周面覆接预制外墙体40，实现对建筑的封闭，完成建筑主体结构的施工。

本实施例中的钢结构装配式建筑100的各个构成部分转运到现场后，构成钢结构框架20的各个预制子框架20a可堆放于建筑在第一方向的同一侧，然后通过沿安装槽C1滑动所要安装固定的位置，并进行紧固。相比之下，现有技术安装在不同侧的部件需要分别堆放在不同侧，并通过不同的吊装机械吊装或反复移动吊装机械才吊装操作，需要消耗现场较长时间的施工时间。

因此，本实施例中的钢结构装配式建筑100各部件可集中堆放，集中吊装到位，具有装配效率高，节省施工时间的有益效果。

在本实施例的一种实施方式中，至少部分用于分隔钢结构装配式建筑100室内空间的内墙板(未示出)覆接于钢结构框架20的周面。内墙板的设置位置可根据实际的室内空间划分进行设置。

在本实施例的一种实施方式中，外墙体40由多片预制外墙板40a拼接而成，并且各个预制外墙板40a的内侧覆接于钢结构框架20的外侧面。外墙体40由多片预制外墙板40a拼接而成，其能够实现在工厂预制，然后运输到现场拼接施工，方便施工。

在本实施例的一种实施方式中，预制外墙板40a通过第一连接结构60覆接于钢结构框架20；第一连接结构60包括连接角钢61和预埋于预制外墙板40a中的连接板62；连接角钢61一边贴合并连接于钢结构框架20的外侧，另一边沿水平方向延伸并通过螺纹连接连接板62。

在本实施例的一种实施方式中，预制外墙板40a包括两侧的面板41和中间的发泡板42。两侧的面板41可以装饰板、中间的发泡板42具有良好的保温隔热效果。

继续参见图1、图2、图3，预制子框架20a包括相对的上平面框架21、下平面框架22，以及支撑连接于上平面框架21和下平面框架22之间的支撑竖杆23。可选的，其中上平面框架21由多个工字钢梁连接而成。相邻的预制子框架20a的相对的支撑竖杆23之间夹持弹性垫块50，并通过连接螺杆连接。弹性垫块50可采用弹性橡胶等材料制成。相邻预制子框架20a之间的弹性垫块50能够实现他们的相互连接，也能够实现一定程度的侧向变形，以便缓冲和吸收建筑可能受到的水平荷载，如风荷载、地震荷载等。

配合参见图1、图2、图3、图4，本发明实施例还提供一种前述的钢结构装配式建筑基于BIM的施工方法，其包括：

基于BIM建立预制底板10、各个预制子框架20a、外墙体40的三维模型；

在三维虚拟空间根据设定的装配顺序装配预制底板10、各个预制子框架20a、外墙体40，找出该虚拟装配过程中出现的干涉、碰撞问题；

通过调整虚拟装配中出现问题的构件的结构和/或调整装配顺序后，再次进行虚拟装配；

在虚拟装配正常完成后，记录虚拟装配过程，进行现场实际装配施工，完成钢结构装配式建筑100的施工。

综合以上描述，本实施例中的钢结构装配式建筑100各部件可集中堆放，集中吊装到位，钢结构装配式建筑100和基于BIM的施工方法具有装配效率高，节省施工时间的有益效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述钢结构装配式建筑包括：

多层沿竖向间隔的预制底板，各个所述预制底板上分别设有多个相互平行并沿第一方向延伸的安装槽；

支撑于各个竖向相邻两预制底板之间的钢结构框架，各层的所述钢结构框架由多个矩阵分布的预制子框架拼接而成；所述子框架为由杆件连接而成的长方体框架；各个所述预制子框架的底部滑动配合于所述安装槽中，并通过紧固件紧固连接于所述预制底板；

覆接于所述钢结构框架外周面并围成所述钢结构装配式建筑室内空间的预制外墙体。

2.根据权利要求1所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

至少部分用于分隔所述钢结构装配式建筑室内空间的内墙板60覆接于所述钢结构框架的周面。

3.根据权利要求1所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述外墙体由多片外墙板拼接而成，并且各个所述外墙板的内侧覆接于所述钢结构框架的外侧面。

4.根据权利要求3所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述外墙板通过第一连接结构覆接于所述钢结构框架；

所述第一连接结构包括连接角钢和预埋于所述外墙板中的连接板；

所述连接角钢一边贴合并连接于所述钢结构框架的外侧，另一边沿水平方向延伸并通过螺纹连接所述连接板。

5.根据权利要求3所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述外墙板包括两侧的面板和中间的发泡板。

6.根据权利要求1所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述子框架包括相对的上平面框架、下平面框架，以及支撑连接于所述上平面框架和所述下平面框架之间的支撑竖杆。

7.根据权利要求6所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述上平面框架由多个工字钢梁连接而成。

8.根据权利要求6所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

相邻的所述子框架的相对的支撑竖杆之间夹持弹性垫块，并通过连接螺杆连接。

9.根据权利要求1所述的钢结构装配式建筑，其特征在于：

所述紧固件为包括预埋于预制底板上的锚固螺钉和螺纹连接所述锚固螺钉并将所述子框架压合紧固于所述预制底板上的螺母。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的钢结构装配式建筑的基于BIM的施工方法，其特征在于：

所述施工方法包括：

基于BIM建立所述预制底板、各个所述子框架、所述外墙体的三维模型；

在三维虚拟空间根据设定的装配顺序装配所述预制底板、各个所述子框架、所述外墙体，找出该虚拟装配过程中出现的干涉、碰撞问题；

通过调整虚拟装配中出现问题的构件的结构和/或调整装配顺序后，再次进行虚拟装配；

在虚拟装配正常完成后，记录虚拟装配过程，进行现场实际装配施工，完成所述钢结构装配式建筑的施工。