CN111127656B - 一种基于bim模型的异形屋顶放样施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，包括以下步骤：步骤一、根据异形屋顶设计图纸建立REVIT模型，并抓取待放样点位；步骤二、将异形屋顶的模型导出，在手簿中检查放样点位，并根据屋顶面层的曲面状况添加或减少放样点位；步骤三、利用全站仪设站；步骤四、通过手薄连接全站仪，将全站仪调成免棱镜的激光模式，激光照出点位后，工人在光点处做标记；步骤五、将全站仪切换到棱镜模式，抓取关键节点，引导模板移动，使得偏差量符合限差要求。本发明通过对异形屋顶放样控制点位进行抓取，并通过手薄放样点位，进行放样点位和模板的测设、调整以及增添，利于不同曲度的异形屋顶进行施工，进一步满足测设精度和还原度要求。

Description

一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法。

背景技术

BIM软件是为建筑信息模型构建的系列软件，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。随着BIM软件在我国施工行业的不断深入应用，其软件家族中REVIT模型的应用对于传统的放样和施工起到了重要的影响。加之，现今智能放样技术的发展，配套相应测量设备和图纸可以在REVIT三维模型中直接选择需要放样的点位，直观、方便地将待放样点位放样出来；但对于建造异形屋顶时，其上屋顶的构造各异，有些点位需要在实际施工时进行现场抓取和选择，加之，异形屋顶施工时需要支设模板，如何利用智能放样进行模板位置的校核也是施工中的重点，因此需要提供一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法。

发明内容

本发明提供了一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，用以解决异形屋顶的施工点位抓取、调整和增添，以及异形屋顶模板支设时的定安装等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，异形屋为曲面屋顶，所述异形屋顶包含屋顶面层和连接于屋顶面层下的檩条；异形屋顶下方连接有间隔布置的框架梁和框架柱，异形屋顶施工方法具体包括以下步骤：

步骤一、根据异形屋顶设计图纸建立基于BIM的REVIT模型，利用REVIT模型中的TFP插件对屋顶面层上控制点和檩条连接点进行编号并抓取待放样点位的坐标；

步骤二、将REVIT模型中异形屋顶的模型导出，然后导入进放样机器人的手簿中；在手簿中检查放样点位，并根据屋顶面层的曲面状况添加或减少放样点位；

步骤三、利用全站仪的自动调平功能实现仪器的自动调平，再通过光学对中瞄准镜将全站仪对中到已知点位上进而确定位置，由此进行全站仪的设站；

步骤四、通过手薄连接全站仪，将全站仪调成免棱镜的激光模式，在免棱镜的激光模式下选择先前导入手薄的放样点，激光照出点位后，工人在光点处做标记；

步骤五、搭设异形屋顶的脚手架和模板，将全站仪切换到棱镜模式，抓取异形屋顶控制点、檩条连接节点、框架梁与檩条连接点和框架梁与框架柱交界处关键节点；将棱镜摆放到模板上待测量的位置，如果存在偏差可按照手簿上的显示信息，引导模板移动，使得偏差量符合限差要求，直至完成模板的校核工作并进行施工。

进一步的，对于步骤一中，TFP插件对屋顶面层上点位的编号中，通过在TFP插件栏中选择菜单栏中放样点设施和重新编号点的选项进行编辑设置。

进一步的，对于步骤一中，TFP插件对屋顶面层上点位的抓取中，通过在TFP插件栏中选择菜单栏中放置手动点的选项进行设置，并通过菜单栏中放样栏实体—实体名称和工作平面/对象捕捉的选项进行设置。

进一步的，对于步骤二中的放样机器人包含全站仪、手薄、三脚架、全反射棱镜及棱镜杆；其中手薄为外业平板电脑并与全站仪实时连接；全站仪安装时，先将全站仪固定在三脚架上，将仪器摆放平整再进行自动调平。

进一步的，所述全站仪还包含有相机放样操作时，通过全站仪上的相机进行拍摄，并将图像实时传输和显示在手簿上，在手簿画面上直接点击目标，则全站仪自动照准放样点目标。

进一步的，根据手薄中屋顶面层点位布设情况，结合屋顶面层曲面细度的划分，在手薄中调整、增加或减少对应位置的放样点位。

进一步的，全站仪设站包含任意点设站、已知点设站和无定向自由设站，可根据现场场地条件和异形屋顶上已知点位获取情况综合选择设站方式。

进一步的，对于已知点设站，通过光学对中瞄准镜将设备对中到异形屋顶上已知点位，整平设备后再照准另外一个或多个后视点用于定向。

进一步的，对于步骤四中，放样点位时，全站仪通过自动锁定棱镜技术，在棱镜移动时自动搜索和跟踪棱镜，在放样点位棱镜静止时自动锁定在棱镜中心。

进一步的，对于步骤四中全站仪的免棱镜模式和步骤五中的棱镜模式的选取，通过在手簿上菜单栏选择编辑棱镜高度和棱镜类型来实现。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过REVIT模型中的TFP插件对异形屋顶放样控制点位进行抓取，并通过智能放样机器人中手薄对现场施工时的放样点位，进行测设、调整以及增添，由此利于不同曲度的异形屋顶进行点位放样，进一步满足异形房屋的测设精度和施工后的还原度；

2）本发明通过智能放样机器人中全站仪，可实现在现场定位和调节放样点位，并通过全站仪上的相机，实时反馈和显示现场状况，由此进行更为精确的控制，利于现场施工操作；

3）本发明通过全站仪中自动锁定棱镜技术，可在模板搭设完成后进行模板的校核调整，由此对异形屋顶的模板施工进行指导，减少施工误差，进而保证施工质量；

此外，本发明可有效的将模型软件上的设计图落实到工地现场，且能够忠实地体现设计意图，适应现代BIM To Field应用需求的解决方案；对于异形屋顶的放样施工有精确的指导和可适应性；本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是异形屋顶连接结构示意图；

图2是异形屋顶结构示意图。

附图标记：1-屋顶面层、2-檩条、3-框架梁、4-框架柱。

具体实施方式

如图1和图2所示，为某带有异形屋顶仿古建筑的三维设计图，其中屋顶形式为带斗檐的斜屋顶，斜屋顶包含曲面式屋顶面层和屋顶面层1下方的檩条2，檩条2下方连接有框架梁3和框架柱4，框架梁3和框架柱4均为木质结构。

结合图1和图2，进一步说明，一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，主要步骤如下，

步骤一、根据异形屋顶设计图纸建立基于BIM的REVIT模型，利用REVIT模型中的TFP插件对屋顶面层1上控制点和檩条2连接点进行编号并抓取待放样点位的坐标；

具体的，通过TFP插件实现计算机上的放样点位的编号和抓取，采用以下步骤：

a 在TFP插件栏中找到“放样点设施”一栏，选择“重新编号点”，先对点位进行编号，在跳出的对话框内选择“开始点编号”下的选项中输入编号点属性，然后点击右下角“确定”退出对话框回到模型窗口。

b 编号成功后在TFP插件栏中找到“放样点”一栏，点击“放置手动点”，在跳出的对话框中选择“放样栏实体—实体名称”，并在其下拉选项中选择放样点位样式；在“高程—放样设置”下拉选项中选择“工作平面或对象捕捉”；然后点击右下角“确定”退出对话框，回到模型窗口。

c 将鼠标靠近模型异形屋顶上想要放样的坐标点位，鼠标将自动附着在最近的点上，点击即可插入放样点；也可通过“Tab”键切换想要选取的点。

此外，应当注意放样点位的选择，抓取的放样点坐标应当具有代表性，例如框架梁3和框架柱4的连接节点处、屋面横梁与斜梁结交处、屋顶面层1与檩条2交接线处；此类点位所确定的坐标信息内容大于一般坐标，点位布置应当均匀分散此类具有代表性的位置上。

步骤二、利用智能放样机器人的TFL软件导出模型，选择“手动点、放样点、包含整个图纸和选择整个图纸”，将REVIT文件转化为能够导进机器人手簿的TFL文件；根据手薄中屋顶面层1点位布设情况，结合屋顶面层1曲面细度的划分，在手薄中调整、增加或减少对应位置的放样点位。

本实施例中，放样机器人包含全站仪、手薄、三脚架、全反射棱镜及棱镜杆；其中手薄为外业平板电脑并与全站仪实时连接；全站仪安装时，先将全站仪固定在三脚架上，将仪器摆放平整再进行自动调平；所述全站仪还包含有相机，放样操作时，通过全站仪上的相机进行拍摄，并将图像实时传输和显示在手簿上，在手簿画面上直接点击目标，则全站仪自动照准放样点目标。

步骤三、利用全站仪的自动调平功能实现仪器的自动调平，再通过光学对中瞄准镜将全站仪对中到已知点位上进而确定位置，由此进行全站仪的设站。其中，全站仪设站包含任意点设站、已知点设站和无定向自由设站，可根据现场场地条件和异形屋顶上已知点位获取情况综合选择设站方式。本实施例中选用已知点设站，通过光学对中瞄准镜将设备对中到异形屋顶上已知点位，整平设备后再照准另外一个或多个后视点用于定向。

步骤四、通过手薄连接全站仪，在手簿上菜单栏选择编辑棱镜高度和棱镜类型，将全站仪调成免棱镜的激光模式，在免棱镜的激光模式下选择先前导入手薄的放样点，激光照出点位后，工人在光点处做标记；放样点位时，全站仪通过自动锁定棱镜技术，在棱镜移动时自动搜索和跟踪棱镜，在放样点位棱镜静止时自动锁定在棱镜中心。

具体的，通过免棱镜放样模式实现智能放样，采用以下步骤：

a 用免棱镜放样模式选择事先抓取好的待放样点位坐标；

b点击手簿上的“瞄准”选项，放样机器人将自动转动照准目标位置并在目标处显示高亮的激光点；

c工人在光点处做标记，从而实现智能放样。

步骤五、搭设异形屋顶的脚手架和模板，将全站仪切换到棱镜模式，抓取异形屋顶控制点、檩条2连接节点、框架梁3与檩条2连接点和框架梁3与框架柱4交界处关键节点；将棱镜摆放到模板上待测量的位置，如果存在偏差可按照手簿上的显示信息，引导模板移动，使得偏差量符合限差要求，直至完成模板的校核工作并进行施工。

具体的，在放样完成、模板搭设完成后，用棱镜模式测量校核模板的尺寸和位置，采用以下步骤：

a在手簿上抓放样关键节点；

b 全站仪对准棱镜，查看手簿上的“牛眼”窗口确定模板是否存在偏差，如果存在偏差可按照手簿上“牛眼”窗口的显示信息；

c 全站仪激光平面上放出得平面线即可支设脚手架和模板。

此外，放样或支设模板完成后，将测量成果设计点、放样点、模型、报告导出，将测量放样成果根据应用需要导出成所需格式，以方便测量成果的后续应用及填写验收表等。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，异形屋顶为曲面屋顶，所述异形屋顶包含屋顶面层（1）和连接于屋顶面层（1）下的檩条（2）；异形屋顶下方连接有间隔布置的框架梁（3）和框架柱（4）；

异形屋顶放样施工方法具体包括以下步骤：

步骤一、根据异形屋顶设计图纸建立基于BIM的REVIT模型，利用REVIT模型中的TFP插件对屋顶面层（1）上控制点和檩条（2）连接点进行编号并抓取待放样点位的坐标；

步骤二、将REVIT模型中异形屋顶的模型导出，然后导入进放样机器人的手簿中；在手簿中检查放样点位，并根据屋顶面层（1）的曲面状况添加或减少放样点位；

步骤三、利用全站仪的自动调平功能实现仪器的自动调平，再通过光学对中瞄准镜将全站仪对中到已知点位上进而确定位置，由此进行全站仪的设站；

步骤四、通过手薄连接全站仪，将全站仪调成免棱镜的激光模式，在免棱镜的激光模式下选择先前导入手薄的放样点，激光照出点位后，工人在光点处做标记；

步骤五、搭设异形屋顶的脚手架和模板，将全站仪切换到棱镜模式，抓取异形屋顶控制点、檩条（2）连接节点、框架梁（3）与檩条（2）连接点和框架梁（3）与框架柱（4）交界处关键节点；将棱镜摆放到模板上待测量的位置，如果存在偏差可按照手簿上的显示信息，引导模板移动，使得偏差量符合限差要求，直至完成模板的校核工作并进行施工。

2.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于步骤一中，TFP插件对屋顶面层（1）上点位的编号中，通过在TFP插件栏中选择菜单栏中放样点设施和重新编号点的选项进行编辑设置。

3.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于步骤一中，TFP插件对屋顶面层（1）上点位的抓取中，通过在TFP插件栏中选择菜单栏中放置手动点的选项进行设置，并通过菜单栏中放样栏实体—实体名称和工作平面/对象捕捉的选项进行设置。

4.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于步骤二中的放样机器人包含全站仪、手薄、三脚架、全反射棱镜及棱镜杆；其中手薄为外业平板电脑并与全站仪实时连接；全站仪安装时，先将全站仪固定在三脚架上，将全站仪摆放平整再进行自动调平。

5.如权利要求4所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，所述全站仪还包含有相机，放样操作时，通过全站仪上的相机进行拍摄，并将图像实时传输和显示在手簿上，在手簿画面上直接点击目标，则全站仪自动照准放样点目标。

6.如权利要求5所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，根据手薄中屋顶面层（1）点位布设情况，结合屋顶面层（1）曲面细度的划分，在手薄中调整、增加或减少对应位置的放样点位。

7.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，全站仪设站包含任意点设站、已知点设站和无定向自由设站，可根据现场场地条件和异形屋顶上已知点位获取情况综合选择设站方式。

8.如权利要求7所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于已知点设站，通过光学对中瞄准镜将设备对中到异形屋顶上已知点位，整平设备后再照准另外一个或多个后视点用于定向。

9.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于步骤四中，放样点位时，全站仪通过自动锁定棱镜技术，在棱镜移动时自动搜索和跟踪棱镜，在放样点位棱镜静止时自动锁定在棱镜中心。

10.如权利要求1所述的一种基于BIM模型的异形屋顶放样施工方法，其特征在于，对于步骤四中全站仪的免棱镜模式和步骤五中的棱镜模式的选取，通过在手簿上菜单栏选择编辑棱镜高度和棱镜类型来实现。

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