CN108643568A - 一种基于bim的不规则空间曲线组合钢结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，结合计算机仿真技术，利用BIM技术建立钢构件的数据模型，模拟整个施工过程，再采用全站仪精确定位，并根据结构特点完成建筑施工中不规则钢结构；目的在于解决造型新奇的特殊钢结构构件的安装与焊接困难的问题，且本方法的施工速度快、质量可靠、经济效益明显。

Description

一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法

技术领域

本发明涉及工程建筑领域，具体为一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法。

背景技术

随着时代的发展，建筑设计理念的不断突破，各色建筑造型层出不穷，建筑正向新、奇、特的趋势发展，这一趋势在给设计带来巨大难度的同时，也给施工带来了严峻的挑战。

一些特殊钢结构构件造型新奇，由不同弧度的不锈钢曲线钢管组合而成，各部位不锈钢管相互缠绕，由线条堆积成体来表现造型，杆件排布无规则且相互制约，构件密集，节点复杂，安装与焊接存在困难，这一设计理念要想变成实体，传统的建筑施工工艺很难满足施工的要求。

发明内容

本发明提供一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，目的在于解决上述背景技术中提出的造型新奇的特殊钢结构构件的安装与焊接困难的问题，且本方法的施工速度快、质量可靠、经济效益明显。

为实现上述目的，本发明提供一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，结合计算机仿真技术，利用BIM技术建立钢构件的数据模型，模拟整个施工过程，再采用全站仪精确定位，并根据结构特点完成建筑施工中不规则钢结构，具体包括以下步骤：

步骤一，建立BIM模型，确定杆件安装顺序，

在施工准备阶段，通过在计算机中建立结构的BIM模型来确定支撑体系和施工顺序，针对无规律的结构形式，采用“逆向仿真模拟”来确定杆件的安装顺序；在施工前对结构的BIM模型进行分析，在软件中将模型进行自上而下，自外而内的拆卸，并且将拆卸顺序纪录，拆卸杆件的选择原则为无遮挡或少遮挡，杆件的依次减少，未拆除杆件的遮挡也逐渐减少，最终将整个结构的模型在软件中拆除完毕，形成杆件拆除顺序的纪录，杆件的安装顺序为拆除顺序的逆向实施，杆件拆除时无遮挡，此时逆向后安装过程中同样无遮挡，确定安装顺序以保证杆件安装完成；

步骤二，支撑体系的安装，

确定安装顺序后在计算机中利用BIM模型模拟每个施工阶段结构工况，并设置支撑体系，利用软件的碰撞校核功能，避免支撑体系和结构的碰撞；

步骤三，杆件的空间定位，

采用全站仪定位将设计坐标转化成实在可见的点，利用专门研制的适合工程的万向定位装置，一端固定于支撑体系上，另一端的顶点调整至杆件的控制点坐标，杆件安装时将杆件上的控制点与定位装置控制顶点相吻合；

步骤四，焊前复测校正，

控制节点定位完成后，应更换测量人员进行焊接前复测校正，以保证节点坐标无误；

步骤五，焊接节点、细节处理，

完成控制节点定位后，先采用点焊固定受力节点，再细部焊接完成，最后做清理、防腐、面漆。

进一步的，在步骤一中，大杆件先行安装，采用支撑体系临时固定，小杆件与之连接形成稳固结构。

进一步的，在步骤一中，预算安装顺序对焊接操作的影响，影响焊接的杆件在焊后进行安装。

进一步的，在步骤一中，构件的安装控制点不被遮挡。

进一步的，在步骤三中，定位装置截面由固定端向定位端过渡减小，大截面区域保证定位装置不易变形，小截面区域保证留出更多空间给杆件安装调节。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果在于，

(1)充分利用计算机仿真技术，指导结构深化设计和安装

根据设计模型，依靠计算机仿真模拟技术，施工前对工程进行模拟，合理安排支撑体系和安装顺序，有效避免在施工中出现的碰撞问题，从根本上减少返工现象，加快施工速度。

(2)施工速度快

“化虚为实”的定位方法使三维空间点的定位速度加快，大大提高不规则曲线组合结构测量定位施工的效率。

(3)施工质量可靠

合理的支撑体系以及施工顺序，确保了安装过程中结构的稳定性，进而保证测校及焊接过程中结构不发生变形，提高结构的安装精度。

(4)经济效益明显

计算机模拟技术的介入，大大降低了人力物力资源的浪费，科学的安排施工，缩短施工周期，有效地降低施工成本。

附图说明

图1出示了本发明实施例的施工工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例一

如图1所示的一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，包括以下具体步骤：

第一步，建立BIM模型，确定杆件安装顺序

在计算机中利用Revit等软件建立精细化数据模型，再采用逆向仿真模拟的方法，同时遵循以下原则：

(1)大杆件先行安装，采用支撑体系临时固定，小杆件与之连接形成稳固结构，减少结构与支撑体系的连接，降低卸载变形的风险；

(2)安装顺序考虑是否影响焊接操作，影响焊接的杆件在焊后进行安装；

(3)构件的安装控制点不能被遮挡；

第二步，支撑体系的安装

根据BIM模型仿真模拟的施工顺序以及各施工阶段结构工况，制定支撑体系的阶段性方案，支撑体系设计需便于调整拆卸，以应对施工过程中不可预料的碰撞问题；

第三步，杆件的空间定位

采用全站仪对万向定位装置进行定位，杆件控制点与定位装置吻合来完成杆件的定位，定位装置的设计根据工程形式的不同可具备各种形式，满足以下要求：

(1)定位装置可定出同一高度任意平面点，这就要求定位装置定位端具备平移与平面旋转的能力；

(2)定位端做好刻度标记，便于精确调节坐标；

(3)定位装置截面由固定端向定位端过渡减小，大截面区域保证定位装置不易变形，小截面区域保证留出更多空间给杆件安装调节；

第四步，焊前复测校正

控制节点定位完成后，应更换测量人员进行焊接前复测校正，以保证节点坐标无误。

第五步，焊接节点，细节处理

完成控制节点定位后，先采用点焊固定受力节点，再细部焊接完成，最后做清理、防腐、面漆。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方上，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，其特征在于，结合计算机仿真技术，利用BIM技术建立钢构件的数据模型，模拟整个施工过程，再采用全站仪精确定位，并根据结构特点完成建筑施工中不规则钢结构，具体包括以下步骤：

步骤一，建立BIM模型，确定杆件安装顺序，

在施工准备阶段，通过在计算机中建立结构的BIM模型来确定支撑体系和施工顺序，针对无规律的结构形式，采用“逆向仿真模拟”来确定杆件的安装顺序；在施工前对结构的BIM模型进行分析，在软件中将模型进行自上而下，自外而内的拆卸，并且将拆卸顺序纪录，拆卸杆件的选择原则为无遮挡或少遮挡，杆件的依次减少，未拆除杆件的遮挡也逐渐减少，最终将整个结构的模型在软件中拆除完毕，形成杆件拆除顺序的纪录，杆件的安装顺序为拆除顺序的逆向实施，杆件拆除时无遮挡，此时逆向后安装过程中同样无遮挡，确定安装顺序以保证杆件安装完成；

步骤二，支撑体系的安装，

确定安装顺序后在计算机中利用BIM模型模拟每个施工阶段结构工况，并设置支撑体系，利用软件的碰撞校核功能，避免支撑体系和结构的碰撞；

步骤三，杆件的空间定位，

采用全站仪定位将设计坐标转化成实在可见的点，并利用万向定位装置将杆件的一端固定于支撑体系上，并将另一端的顶点调整至杆件的控制点坐标，杆件安装时将杆件上的控制点与定位装置控制顶点相吻合；

步骤四，焊前复测校正，

控制节点定位完成后，应更换测量人员进行焊接前复测校正，以保证节点坐标无误；

步骤五，焊接节点、细节处理，

完成控制节点定位后，先采用点焊固定受力节点，再细部焊接完成，最后做清理、防腐、面漆。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，其特征在于，在步骤一中，大杆件先行安装，采用支撑体系临时固定，小杆件与之连接形成稳固结构。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，其特征在于，在步骤一中，预算安装顺序对焊接操作的影响，影响焊接的杆件在焊后进行安装。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，其特征在于，在步骤一中，构件的安装控制点不被遮挡。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的不规则空间曲线组合钢结构施工方法，其特征在于，在步骤三中，定位装置截面由固定端向定位端过渡减小，大截面区域保证定位装置不易变形，小截面区域保证留出更多空间给杆件安装调节。