CN115017568A - 基于bim的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，包括拟定大型双曲面结构建筑的金属屋面（墙面）围护体系的安装方案，划分施工阶段；利用分析软件BIM建立大型双曲面结构建筑的整体分析模型，在整体分析模型中根据大型双曲面结构建筑具体形式设置各节点边界条件；将拟定的安装方案以施工阶段形式加入模型，施工阶段精确到每个安装点的每一级次安装，运行分析，通过应力及形变验证安装程度，以确定最终安装方案；从最终安装方案中提取金属屋面（墙面）围护体系各构件的加工参数，生产加工各构件，按照最终方案进行施工。本申请采用分析软件对建筑模型进行分析，得出大型双曲面金属屋面（墙面）围护体系的最优的施工方案。
Description
技术领域
本申请涉及复杂造型建筑金属屋面（墙面）板安装领域，特别涉及一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法。
背景技术
建筑的外墙围护是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体。由面板和支承结构体系组成的，可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力、不承担主体结构作用的建筑外围护结构或装饰性结构。
随着现代设计理念的进步，建筑外观逐渐呈现个性化趋势，对建筑外立面造型要求越来越高，有许多空间、曲面造型，对墙面体系的设计、安装都提出了更高的要求，需要在墙面体系内解决位移、调整、安全、可靠等多种复杂要求，所以行业中需要一种空间双曲面墙面的结构形式，以解决行业中面临的问题。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法。
本申请提供一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法,采用如下的技术方案：
一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，包括以下过程：拟定大型双曲面结构建筑的金属屋面（墙面）围护体系的安装方案，划分施工阶段；利用分析软件BIM建立大型双曲面结构建筑的整体分析模型，在整体分析模型中根据大型双曲面结构建筑具体形式设置各节点边界条件；将拟定的安装方案以施工阶段形式加入模型，施工阶段精确到每个安装点的每一级次安装，运行分析，通过过程中的应力及形变验证安装程度，以确定最终安装方案；从最终安装方案中提取金属屋面（墙面）围护体系各构件的加工参数，生产加工各构件，按照最终方案进行施工。
通过采用上述技术方案，采用分析软件对建筑模型进行分析，提前得到金属屋面（墙面）围护体系安装的碰撞点，并进行改正，调整得出最优的施工方案，实现大型双曲面金属屋面（墙面）围护体系的有效建设；同时在以数学逻辑为基础的前提下可有效的降低错误率，提升施工速度，方便现场工人施工。
可选的，金属屋面（墙面）围护体系施工阶段包括加工阶段、吊运阶段、安装阶段及封口阶段。
通过采用上述技术方案，将施工阶段进行细致划分，以便通过软件得到每一级次安装点数据，保障金属屋面（墙面）围护体系安装的流畅度。
可选的，所述大型双曲面结构建筑包括具有弧形表面的建筑骨架，所述金属屋面（墙面）围护体系包括安装在建筑骨架上的次檩条，和安装在次檩条上的支撑底板、衬檩、支撑网、面板支座、隔音保温层以及防水面板。
可选的，金属屋面（墙面）围护体系加工阶段包括确定各构件下料尺寸、确定各构件弯弧弧长和角度。
通过采用上述技术方案，提取金属屋面（墙面）围护体系各构件的加工参数，最终加工得到的构件能更完好的与原结构吻合，节省原材料。
可选的，金属屋面（墙面）围护体系吊运阶段中，带有弧度的构件上可拆卸安装有辅助吊杆，通过钩挂辅助吊杆吊运构件。
通过采用上述技术方案，辅助吊杆分别与构件的两端及中部位置连接，以加强构件的自身强度，减低自重对形变的影响。
可选的，所述辅助吊杆端部连接有夹具，所述夹具包括活动夹座和固定夹座，所述固定夹座与辅助吊杆端部采用球铰接；所述活动夹座和固定夹座相对分布在构件两侧，通过紧固件连接。
通过采用上述技术方案，夹具的活动夹座和固定夹座相对分布在构件两侧，通过螺栓螺母将两者夹持固定在构件上，实现辅助吊杆与构件的连接；球铰接的设置使得辅助吊杆与固定夹座的多角度调节，以提高辅助吊杆安装的灵活度。
可选的，金属屋面（墙面）围护体系安装阶段包括：在建筑骨架上沿弧形表面间隔固接檩条支托板，所述次檩条栓接在檩条支托板上；所述支撑底板铺设面为建筑骨架弧形表面，所述支撑底板固接在次檩条上，相邻支撑底板端部搭接重叠；所述衬檩安装在支撑底板上，所述支撑网铺设在衬檩上，所述隔音保温层铺设在支撑网上；所述面板支座安装在衬檩上，从支撑网和隔音保温层中穿出，所述防水面板铺设在隔音保温层上，与面板支座咬合固定。
通过采用上述技术方案，防水面板可以自然的适应异形曲面且无接驳口，无螺丝打孔，建筑物外观完整；且防水面板采用机器咬合，无须化学嵌缝胶，可以消除热胀冷缩产生的应力，避免产生漏水风险，确保了金属屋面（墙面）刚性防水的最大化和耐久性。
可选的，板材铺设顺序采用从低跨向高跨铺板，搭接口朝向低跨设置。
通过采用上述技术方案，使相邻板材的搭接口朝向低跨设置，背对水流方向，以减少漏水隐患。
可选的，金属屋面（墙面）围护体系封口阶段中，用发泡密封件填充在构件连接处，对开口进行封堵。
通过采用上述技术方案，乳胶发泡密封件对屋面屋脊、屋面檐口等位置的开口进行封堵，有效提高金属屋面（墙面）的防水效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1、采用BIM分析软件对建筑模型进行分析，精确到每个安装点的每一级次安装，运行分析，提前得到金属屋面（墙面）围护体系安装的碰撞点，调整得出最优的施工方案，以数学逻辑为基础的前提下有效的降低错误率；
2、大型双曲面金属屋面（墙面）围护体系可以自然的适应异形曲面且无接驳口，无螺丝打孔，建筑物外观完整；且防水面板采用机器咬合，无须化学嵌缝胶，可以消除热胀冷缩产生的应力，避免产生漏水风险，确保了金属屋面（墙面）刚性防水的最大化和耐久性。
附图说明
图1是实施例中大型双曲面建筑骨架的正视爆炸图；
图2是实施例中大型双曲面建筑骨架的俯视图；
图3是实施例中金属屋面（墙面）围护体系的结构示意图；
图4是实施例中金属屋面（墙面）围护体系的正视图；
图5是实施例中金属屋面（墙面）围护体系的右视图；
图6是实施例中辅助吊杆的安装状态示意图。
附图标记说明：1、建筑骨架；11、安装框架；12、第一框架；13、第二框架；14、第三框架；15、檩条支托板；2、金属屋面（墙面）围护体系；21、次檩条；22、支撑底板；23、衬檩；24、支撑网；25、隔音保温层；26、面板支座；27、防水面板；28、几形支座；3、辅助吊杆；4、活动夹座；5、固定夹座。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法。
参照图1和图2，建筑骨架1包括安装框架11、两组第一框架12、两组第二框架13、两组第三框架14。安装框架11的外表面为两端直径大、中部直径小的弧面，第一框架12、第二框架13和第三框架14外表面均为一端直径大、另一端直径小，中部平缓过渡的圆弧面。安装框架11位于中间，第一框架12、第二框架13和第三框架14依次对称布置在安装框架11两侧，使建筑骨架1整体构成高低层叠的七个独立区域。
参照图3至图5，建筑骨架1外侧的金属屋面（墙面）围护体系2包括次檩条21、支撑底板22、衬檩23、支撑网24、隔音保温层25、面板支座26及防水面板27。其中，次檩条21为C型镀锌型钢，支撑底板22为下表面PE涂层处理的钢板，衬檩23为几形镀锌衬檩23，隔音保温层25由离心玻璃丝面制成；面板支座26包括T型码和隔热垫，隔热垫安装在T型码底部；防水面板27为氟碳涂层直立锁边合金板材。
金属屋面（墙面）围护体系2安装方案可划分为加工阶段、吊运阶段、安装阶段及封口阶段。
金属屋面（墙面）围护体系2安装前，利用分析软件BIM建立大型双曲面结构建筑的整体分析模型，在整体分析模型中根据大型双曲面结构建筑具体形式设置各节点边界条件，同时将现场测出的数据反馈到模型中，建立围护体系；加入施工过程中各形式载荷，如初始拉张力。
将拟定的安装方案以施工阶段形式加入模型，施工阶段精确到每个安装点的每一级次安装，运行分析，通过过程中的应力及形变验证安装程度，以确定最终安装方案。
从最终安装方案中提取金属屋面（墙面）围护体系2各构件的加工参数，如次檩条21、支撑底板22等构件的下料数据，支撑底板22、防水面板27等构件的弯弧弧长和角度数据；利用加工机械，输入加工参数，加工得到相应构件，以保证各构件与建筑骨架1相吻合。
金属屋面（墙面）围护体系2的构件加工完成后，采用吊运的方式，将构件移动至相应位置处进行安装。吊运带有弧度的构件时，如支撑底板22、防水面板27等，为防止板材变形，保障吊运的稳定性，可采用辅助吊杆3配合夹具的形式吊运构件。
具体参照图6，辅助吊杆3的端部各安装一组夹具，夹具包括活动夹座4和固定夹座5，辅助吊杆3的端部设有头球结构，固定夹座5上设有相适配的容纳腔，头球结构装嵌在容纳腔后，两者转动配合，实现辅助吊杆3与固定夹座5的多角度调节，以提高辅助吊杆3安装的灵活度。
夹具的活动夹座4和固定夹座5相对分布在构件两侧，通过螺栓螺母将两者夹持固定在构件上，实现辅助吊杆3与构件的连接；吊运带有弧度的构件时，辅助吊杆3分别与构件的两端及中部位置连接，以加强构件的自身强度，减低自重对形变的影响。
金属屋面（墙面）围护体系2安装时，在建筑骨架1上沿其弧形表面间隔焊接有檩条支托板15，次檩条21固接在檩条支托板15上，连接方式可采用栓接，以便将次檩条21沿建筑骨架1的弧形表面进行安装；支撑底板22铆接在次檩条21上，并沿建筑骨架1弧形表面进行铺设，相邻的支撑底板22相互搭接，重叠的部分可铆接固定。
衬檩23可通过几形支座28支撑固定在支撑底板22上，支撑网24铺设支撑在衬檩23上，于支撑网24空隙处，在衬檩23上安装面板支座26；隔音保温层25铺设在支撑网24上，面板支座26的T型码穿过保温隔音层；防水面板27铺设在保温隔音层后，利用机械将防水面板27与T型码咬合固定，相邻防水面板27端部通过与T型码咬合连接在一起，防水面板27铺装完毕后，完成金属屋面（墙面）围护体系2的安装。
最后用乳胶发泡密封件，对金属屋面（墙面）围护体系2中各构件连接处的开口进行封堵，如屋面屋脊、屋面檐口等位置，以起到密封的作用。
支撑底板22和防水面板27的铺设顺序均沿建筑龙骨的低跨向高跨铺板，使相邻板材的搭接口朝向低跨设置，背对水流方向，以减少漏水隐患。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：包括以下过程：
拟定大型双曲面结构建筑的金属屋面（墙面）围护体系(2)的安装方案，划分施工阶段；
利用分析软件BIM建立大型双曲面结构建筑的整体分析模型，在整体分析模型中根据大型双曲面结构建筑具体形式设置各节点边界条件；
将拟定的安装方案以施工阶段形式加入模型，施工阶段精确到每个安装点的每一级次安装，运行分析，通过过程中的应力及形变验证安装程度，以确定最终安装方案；
从最终安装方案中提取金属屋面（墙面）围护体系(2)各构件的加工参数，生产加工各构件，按照最终方案进行施工。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：金属屋面（墙面）围护体系(2)施工阶段包括加工阶段、吊运阶段、安装阶段及封口阶段。
3.根据权利要求2所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：所述大型双曲面结构建筑包括具有弧形表面的建筑骨架(1)，所述金属屋面（墙面）围护体系(2)包括安装在建筑骨架(1)上的次檩条(21)，和安装在次檩条(21)上的支撑底板(22)、衬檩(23)、支撑网(24)、面板支座(26)、隔音保温层(25)以及防水面板(27)。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：金属屋面（墙面）围护体系(2)加工阶段包括确定各构件下料尺寸、确定各构件弯弧弧长和角度。
5.根据权利要求3所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：金属屋面（墙面）围护体系(2)吊运阶段中，带有弧度的构件上可拆卸安装有辅助吊杆(3)，通过钩挂辅助吊杆(3)吊运构件。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：所述辅助吊杆(3)端部连接有夹具，所述夹具包括活动夹座(4)和固定夹座(5)，所述固定夹座(5)与辅助吊杆(3)端部采用球铰接；所述活动夹座(4)和固定夹座(5)相对分布在构件两侧，通过紧固件连接。
7.根据权利要求3所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：金属屋面（墙面）围护体系(2)安装阶段包括：
在建筑骨架(1)上沿弧形表面间隔固接檩条支托板(15)，所述次檩条(21)栓接在檩条支托板(15)上；
所述支撑底板(22)铺设面为建筑骨架(1)弧形表面，所述支撑底板(22)固接在次檩条(21)上，相邻支撑底板(22)端部搭接重叠；
所述衬檩(23)安装在支撑底板(22)上，所述支撑网(24)铺设在衬檩(23)上，所述隔音保温层(25)铺设在支撑网(24)上；
所述面板支座(26)安装在衬檩(23)上，从支撑网(24)和隔音保温层(25)中穿出，所述防水面板(27)铺设在隔音保温层(25)上，与面板支座(26)咬合固定。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：板材铺设顺序采用从低跨向高跨铺板，搭接口朝向低跨设置。
9.根据权利要求3所述的基于BIM的大型双曲面金属屋面（墙面）板的安装方法，其特征在于：金属屋面（墙面）围护体系(2)封口阶段中，用发泡密封件填充在构件连接处，对开口进行封堵。
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