CN114753649A - 基于bim免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法 - Google Patents
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Abstract
基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法。本发明公开了一种基于BIM的双曲屋面挑檐施工方法，包括基于BIM技术的可视化编程建立双曲屋面挑檐幕墙的U型龙骨骨架模型，导出龙骨加工图、定位图、材料明细表；根据现场起吊方案，利用有限元分析确定最佳的吊装单元；按照所述龙骨加工图和所述材料明细表，在地面上完成所述最佳吊装单元的加工，并吊装；最佳吊装单元与主体固定后，补齐内部结构，形成龙骨框架；以所述龙骨框架为工作平台实施双曲屋面挑檐幕墙的面板安装。本发明优点在于保证了幕墙的制作安装精度；以龙骨框架为工作平台安装副龙骨和铝单板等其他施工工序，整个安装过程中不需要拆装脚手架，减少了施工风险，加快施工进度和效率，最终实现节约施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及双曲屋面挑檐幕墙施工领域，尤其是涉及基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法。
背景技术
双曲线形屋面挑檐幕墙的平面和立面均为曲线造型，最低点在20米以上，悬挑端伸出屋面在4米以上，其在制作和施工中存在很多问题。首先，当前依靠现场放样下料的方式，很难足大跨度双曲线形屋面挑檐幕墙的结构精度要求。其次，双曲线形屋面挑檐幕墙施工高度高，无作业平台，具有较大的危险性。目前多采用搭设落地脚手架支撑高空作业的方法。但是搭设落地脚手架支撑高空作业要求有较大的施工作业场地，且落地脚手架成本高、搭建和拆除麻烦，施工周期长，整体成本非常高且不安全。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，包括以下步骤：
S1，基于BIM技术的可视化编程建立双曲屋面挑檐幕墙的U型龙骨骨架模型，导出龙骨加工图、定位图、材料明细表；
S2，根据现场起吊方案，利用有限元分析确定最佳的吊装单元；
S3，按照所述龙骨加工图和所述材料明细表，在地面上完成所述最佳吊装单元的加工，并吊装；
S4，最佳吊装单元与主体固定后，补齐内部结构，形成更稳定的受力体系；
S5，以龙骨框架为工作平台实施双曲屋面挑檐幕墙的面板安装。
进一步地，S2步中所述最佳吊装单元是满足允许偏差范围，且总重量最接近吊装能力的若干U型龙骨的组合。
进一步地，S3步中所述加工包括各所述U型龙骨分片的焊接、检查、涂装。
进一步地，S4步中所述固定是指通过临时支撑固定所述最佳吊装单元，待最佳吊装单元与主体预埋件位置对应确定后焊接固定。
本发明优点在于采用BIM技术深化幕墙结构，避免铆工放样下料产生的加工误差；同时将幕墙龙骨组合拆分成U型骨架，在地面进行各片的焊接、检查、涂装，再组合吊装，保证了幕墙的制作安装精度；吊装主龙骨框架调整龙骨框架与主体结构位置，保证龙骨框架安装的准确性，在框架焊接固定后安装面板；以龙骨框架和面板为工作平台安装副龙骨和铝单板等其他施工工序，整个幕墙挑檐安装过程中不需要拆装脚手架，工人可在幕墙骨架内施工，减少了施工风险，加快施工进度和效率，最终实现节约施工成本。
附图说明
图1是本发明所述方法的流程图。
图2是本发明实施例中自动创建的幕墙龙骨模型。
图3是本发明实施例中最佳吊装单元示意图。
图4是本发明实施例中U型龙骨框架现场安装效果图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
如图1所示，本申请所述基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，包括以下步骤:
步骤一，通过Revit软件，利用BIM技术对双曲屋面挑檐幕墙幕墙进行深化设计。包括按照图纸定位在Revit中建立平、纵曲线。建立幕墙龙骨自适应族，并按照图纸要求带有指定坡度。编制龙骨间距Excel表格。基于可视化编程工具Dynamo程序，拾取平、纵曲线和龙骨间距Excel表格，然后创建定位直线，在定位直线上按照龙骨间距创建分割圆，获取圆和平、纵曲线的交点坐标，并依据交点坐标确定龙骨的2个定位点，自动创建幕墙U型龙骨，如图2所示，制作U型龙骨分片加工图、定位图、材料明细表。
步骤二：吊装分析
根据出具的U型龙骨分片加工图在空间中定位U型龙骨的坐标点，在Ansys有限元分析软件中根据坐标点建立U型龙骨模型，之后随机将若干U型龙骨作为一个吊装单元，划分受力网格单元进行起吊模拟，根据现场实际情况确定受力点和所受起吊力，求解最佳吊装单元的U型龙骨组合，确定起吊U型龙骨框架的焊接跨数以保证在吊装过程中U型龙骨整体结构的稳定性。
在本实施例中，通过Ansys分析反复演算，发现采用6根U型龙骨在吊装过程中经演算会产生形变，采用4根U型龙骨吊装经济性不佳，采用5根U型龙骨焊接成一个整体吊装单元，3个吊点起吊时，两侧的U型龙骨变形最大值为1.5796mm，整体框架的弹性应变强度以及变形量均未超出 《钢结构工程施工质量验收标准》(GB50205-2020)的允许偏差范围，且最佳吊装单元的重量最接近现场吊装设备的吊装重量，此时5根U型龙骨焊接成一个整体吊装单元，如图3所示，既能保证施工经济性又能保证吊装过程中受力稳定。
步骤三：根据出具的U型龙骨分片加工图和材料明细表，现场对成品的镀锌矩形钢管进行实体1:1放样、切割、加工，加工后的镀锌矩形钢管上标注编号，用于整体焊接拼装；并对关键弧度、垂直度、水平度等进行图纸尺寸校核。
之后按照确定的最佳吊装单元，即5根U型龙骨焊接成一个整体吊装单元在地面进行U型龙骨框架各片的焊接、检查、涂装，保障材料焊接的质量和精度。
步骤四：最佳吊装单元的吊装与固定
根据定位图，将U型龙骨框架起吊到相应的位置，根据施工现场的条件，利用建筑主体，临时支撑固定U型龙骨框架，待U型龙骨框架与主体位置复核确定后，焊接固定U型龙骨框架，如图4所示，之后在U型龙骨框架上安装面板。
步骤五：以U型龙骨框架和面板为工作平台，施工人员可以在幕墙龙骨内部安装副龙骨和铝单板，实施双曲屋面挑檐幕墙的其他工序，从而做到全程免装拆脚手架。
使用本申请所述方法施工简便易操作，且本实施例工期较传统搭脚手架散拼节约19d，安装速度快。实践证明，基于BIM技术辅助地面实体1：1实体放样，能确保地面预拼装的精度；同时采用合理分块吊装技术与传统脚手架搭设和整体提升安装相比，具有更高的精度和更好的观感，整体施工质量高。在整个施工过程中，本申请方法使用BIM软件和吊车吊装代替传统钢管、扣件材料，节约资源，且无新增扬尘、噪声、废水、废气，无光污染等节能环保。同时本申请避免了高层脚手架搭设和拆除，降低人员高空作业，提高工程施工安全系数。
Claims (4)
1.一种基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，基于BIM技术的可视化编程建立双曲屋面挑檐幕墙的U型龙骨骨架模型，导出龙骨加工图、定位图、材料明细表；
S2，根据现场起吊方案，利用有限元分析确定最佳的吊装单元；
S3，按照所述龙骨加工图和所述材料明细表，在地面上完成所述最佳吊装单元的加工，并吊装；
S4，最佳吊装单元与主体固定后，补齐内部结构，形成龙骨框架；
S5，以所述龙骨框架为工作平台实施双曲屋面挑檐幕墙的面板安装。
2.根据权利要求1所述的基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，其特征在于：S2步中所述最佳吊装单元是满足允许偏差范围，且总重量最接近吊装能力的若干U型龙骨的组合。
3.根据权利要求1所述的基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，其特征在于：S3步中所述加工包括各所述U型龙骨分片的焊接、检查、涂装。
4.根据权利要求1所述的基于BIM免搭脚手架的双曲屋面挑檐幕墙施工方法，其特征在于：S4步中所述固定是指通过临时支撑固定所述最佳吊装单元，待最佳吊装单元与主体预埋件位置对应确定后焊接固定。
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