CN111950054A - 一种基于bim模型的变电站钢结构数字化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，包括以下步骤：S1：获取设计相关数据，并通过结构设计软件进行计算建模，得到变电站主框架模型；S2：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，并将各专业数据拼合后得到变电站主结构数字化模型；S3：利用二次开发的BIM设计软件对墙面次结构进行计算建模，得到变电站次结构数字化模型；S4：对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型分别进行深化数据处理，输出变电站钢结构数字化模型，完成变电站钢结构数字化设计，与现有技术相比，本发明具有提高钢结构设计效率和管理效率等优点。
Description
技术领域
本发明涉及变电站设计，尤其是涉及一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法。
背景技术
随着我国建筑事业的快速发展，新材料、新技术日益增多，钢结构以它结构稳定、安装轻便、抗震性能好等优点而得到广泛应用。与传统的混凝土和砌体结构相比，钢结构因自重轻而特别适合建造大跨度、超高层建筑物，并且具有施工工期相对较短、材料可以回收利用等优点。目前变电站的设计与建造也开始大量采用钢结构形式。但由于钢结构构件尺寸多样、节点复杂，对于深化设计、运输安装及现场施工管理等都有不小的困难。
建筑信息模型(BIM)技术因数字化和信息化等优点，极大地缓解了工程项目中的信息交汇问题，协调设计和施工。BIM的出现对于钢结构工程项目的意义十分重大，BIM的提出为变电站工程全生命周期面临的信息不能交汇，信息闭塞的问题带来了新思路和新方法。
作为输变电工程基建的龙头，基建全过程管理平台技术模块的核心，变电站的数字化设计需首先满足基建全过程管理的要求。变电站的结构形式大都为钢结构，其设计不再是传统的二维图纸，而是三维数字化模型，每一个钢结构构件需带有并传递构件的所有信息，包括设计、生产、运输、安装等，以此打通变电站的基建全过程综合数字化管理流程。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高变电站钢结构设计效率和管理效率的基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，包括以下步骤：
S1：获取设计相关数据，并通过结构设计软件进行计算建模，得到变电站主框架模型；
S2：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，并将各专业数据拼合后得到变电站主结构数字化模型；
S3：利用二次开发的BIM设计软件对墙面次结构进行计算建模，得到变电站次结构数字化模型；
S4：对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型分别进行深化数据处理，输出变电站钢结构数字化模型，完成变电站钢结构数字化设计。
进一步地，所述的设计相关数据包括建筑数据、水暖数据和电气数据。
进一步地，所述的结构设计软件为PKPM软件。
进一步地，所述的BIM设计软件为Revit软件。
进一步地，所述的步骤S2具体包括：
S21：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，获得数字化三维主框架模型；
S22：数字化三维主框架模型与各专业数据进行拼合，得到变电站主结构数字化模型。
更进一步地，所述的专业数据包括主框架构件属性数据、主框架构件尺寸数据和主框架构件材质数据。
更进一步优选地，所述的主框架构件包括柱、梁和板，所述的主框架构件属性数据包括构件编号、耐火等级和耐火极限，所述的主框架构件尺寸数据包括横截面尺寸和高度，所述的主框架构件材质数据包括材质标号。
进一步地，所述的步骤S3具体包括：
S31：预设多种类型的龙骨族；
S32：根据墙体构件尺寸计算龙骨构件排布方式；
S33：根据排布方式完成龙骨构件的创建并设置相应参数；
S34：输出墙面次结构龙骨结构的模型，得到变电站次结构数字化模型。
更进一步地，所述的龙骨构件排布方式包括龙骨构件尺寸、方向和位置。
进一步地，所述的深化数据处理包括节点深化、构件清单深化和材料信息深化，所述的深化数据处理具体包括：
分别对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型中的构件进行构件编码，并设置构件属性信息；
所述的构件属性信息包括构件防火信息、构件材质信息、构件类型信息以及构件尺寸信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明实现了变电站钢结构的数字化设计，完成了变电站基建全过程综合数字化管理中的重要环节，提高变电站钢结构的设计效率和管理效率，提高可靠度和可实施性；
2)本发明通过对Revit软件的二次开发，实现变电站墙面次结构的数字化设计，解决了结构专业设计软件只能进行整体框架的一次性建模和计算，不能很好对变电站墙面的次结构实现整体建模和设计的问题；
3)本发明在建立了变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型的基础上，进行深化数据处理，为后期记录构件生产、运输、到场、吊装等核心环节信息，进行跟踪记录和管控提供可能，实现构件全生命周期追溯性质量管理，打通各环节接口。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，包括以下步骤：
S1：获取设计相关数据，并通过结构设计软件进行计算建模，得到变电站主框架模型；
S2：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，并将各专业数据拼合后得到变电站主结构数字化模型；
S3：利用二次开发的BIM设计软件对墙面次结构进行计算建模，得到变电站次结构数字化模型；
S4：对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型分别进行深化数据处理，输出变电站钢结构数字化模型，完成变电站钢结构数字化设计。
本发明主要包括两部分：变电站钢结构的主结构数字化设计和变电站钢结构的次结构数字化设计。
主结构数字化设计首先需要获取设计相关数据，包括建筑数据、水暖数据和电气数据等，然后采用结构专业设计软件PKPM软件进行计算建模，形成满足结构设计规范要求的变电站主框架模型。然后通过软件接口，将变电站主框架模型导入BIM设计软件Revit软件，获得数字化三维主框架模型，并将数字化三维主框架模型与各专业数据进行拼合，最终得到变电站主结构数字化模型。
其中专业数据包括主框架构件属性数据、主框架构件尺寸数据和主框架构件材质数据。主框架构件包括柱、梁和板，主框架构件属性数据包括构件编号、耐火等级和耐火极限，主框架构件尺寸数据包括横截面尺寸和高度，主框架构件材质数据包括材质标号。
次结构数字化设计通过二次开发的Revit软件实现，结构专业设计软件往往只能进行整体框架的一次性建模和计算，对于变电站墙面的次结构并不能很好的实现整体建模和设计，而采取Revit软件二次开发的方法可以解决这个问题。其中外墙横向龙骨大多为方钢管，竖向龙骨为C型槽钢。
次结构数字化设计具体包括：
S31：预设多种类型的龙骨族；
S32：根据墙体构件尺寸计算龙骨构件排布方式，包括龙骨构件尺寸、方向和位置；
S33：根据排布方式完成龙骨构件的创建并设置相应参数；
S34：输出墙面次结构龙骨结构的模型，得到变电站次结构数字化模型。
在得到变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型后，再通过深化数据处理，包括节点深化、构件清单深化和材料信息深化，打通各环节接口。
深化数据处理具体包括：分别对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型中的构件进行构件编码，并设置构件属性信息。
其中构件属性信息包括构件防火信息、构件材质信息、构件类型信息以及构件尺寸信息。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取设计相关数据，并通过结构设计软件进行计算建模，得到变电站主框架模型；
S2：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，并将各专业数据拼合后得到变电站主结构数字化模型；
S3：利用二次开发的BIM设计软件对墙面次结构进行计算建模，得到变电站次结构数字化模型；
S4：对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型分别进行深化数据处理，输出变电站钢结构数字化模型，完成变电站钢结构数字化设计。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的设计相关数据包括建筑数据、水暖数据和电气数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的结构设计软件为PKPM软件。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的BIM设计软件为Revit软件。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括：
S21：通过软件接口将变电站主框架模型导入BIM设计软件，获得数字化三维主框架模型；
S22：数字化三维主框架模型与各专业数据进行拼合，得到变电站主结构数字化模型。
6.根据权利要求5所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的专业数据包括主框架构件属性数据、主框架构件尺寸数据和主框架构件材质数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的主框架构件包括柱、梁和板，所述的主框架构件属性数据包括构件编号、耐火等级和耐火极限，所述的主框架构件尺寸数据包括横截面尺寸和高度，所述的主框架构件材质数据包括材质标号。
8.根据权利要求4所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包括：
S31：预设多种类型的龙骨族；
S32：根据墙体构件尺寸计算龙骨构件排布方式；
S33：根据排布方式完成龙骨构件的创建并设置相应参数；
S34：输出墙面次结构龙骨结构的模型，得到变电站次结构数字化模型。
9.根据权利要求8所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的龙骨构件排布方式包括龙骨构件尺寸、方向和位置。
10.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的变电站钢结构数字化设计方法，其特征在于，所述的深化数据处理包括节点深化、构件清单深化和材料信息深化，所述的深化数据处理具体包括：
分别对变电站主结构数字化模型和变电站次结构数字化模型中的构件进行构件编码，并设置构件属性信息；
所述的构件属性信息包括构件防火信息、构件材质信息、构件类型信息以及构件尺寸信息。
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