CN117027270A - 一种基于bim的弧形曲面吊顶结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吊顶技术领域，具体公开了一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构及施工方法，弧形曲面吊顶结构包括屋面底部连接的转换层龙骨、若干组与转换层龙骨底部连接且底部形成弧形曲面的安装单元、多组安装在安装单元底部的安装板、以及饰面层，安装单元靠近转换层龙骨的一侧为平面；每组安装单元包括主龙骨、多组刀片龙骨、安装在刀片龙骨底部且与刀片龙骨底部配合形成弧形安装骨架的覆面龙骨；弧形安装骨架的底部呈弧形曲面，每组安装单元中的主龙骨在同一水平面上。本发明通过将整个吊顶划分为多个底面为弧形曲面的安装单元，多个安装单元的底面形成弧形安装面，用于安装板的安装，不需要定制呈弧形曲面的安装板，降低了加工难度。

Description

一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构及施工方法

技术领域

本发明涉及吊顶工程技术领域，更具体地讲，涉及一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构及施工方法。

背景技术

大型场馆常以复杂自由曲面表达大气、光滑、流畅的特征。室内复杂自由曲面吊顶一般通过可调节龙骨节点和密集测量控制安装精度，通常采用吊装板单元拼装形成曲面装饰层，由于每块板单元均需高精度定位，导致测量工作量大，最终的成型质量难以得到有效的保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构及施工方法；

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，包括屋面底部连接的转换层龙骨、若干组与转换层龙骨底部连接且底部形成弧形曲面的安装单元、多组安装在安装单元底部的安装板、以及设置在安装板底部的饰面层，所述安装单元靠近转换层龙骨的一侧为平面；

每组所述安装单元包括多组平行设置且与转换层龙骨底部连接的主龙骨、多组与主龙骨底部连接且平行设置的刀片龙骨、安装在刀片龙骨底部且与刀片龙骨底部配合形成弧形安装骨架的覆面龙骨；所述弧形安装骨架的底部呈弧形曲面，每组所述安装单元中的主龙骨在同一水平面上。

在一些可能的实施方式中，

所述刀片龙骨靠近转换层龙骨的一侧为平面，所述刀片龙骨、覆面龙骨的底部均为弧形。

在一些可能的实施方式中，

所述转换层龙骨与屋面之间通过第一连接件连接；所述转换层龙骨与主龙骨之间通过第二连接件连接。

在一些可能的实施方式中，

所述第一连接件包括多组与屋面中钢桁架连接的第一抱箍、多组安装在转换层龙骨上的第二抱箍、以及多组一端与第一抱箍螺接且另外一端与第二抱箍连接的第一丝杆。

在一些可能的实施方式中，

所述第二连接件包括多组与转换层龙骨连接的第三抱箍、以及多组一端与第三抱箍螺接且另外一端与主龙骨的第二丝杆。

在一些可能的实施方式中，

所述转换层龙骨包括多组与第二抱箍分别连接且平行设置的转换主龙骨、多组位于转换主龙骨底部的转换次龙骨；所述转换主龙骨与屋面平行设置，所述转换次龙骨为多组且沿转换主龙骨的长方向等间距设置；

所述第三抱箍分别与转换主龙骨和转换次龙骨连接。

在一些可能的实施方式中，

所述第三抱箍包括设置有开口槽一的第一U型卡、设置有开口槽二的第二U型卡；所述开口槽一的开口向下，所述开口槽二的开口向上，在所述第一U型卡与第二U型卡相互靠近的一侧设置有连接耳板。

在一些可能的实施方式中，

所述刀片龙骨为多组，在每组所述刀片龙骨的底部沿其长方向设置有多组卡槽；覆面龙骨安装在所述卡槽内，且底部与刀片龙骨的底部共面。

在一些可能的实施方式中，

所述安装板为硅陶板；所述刀片龙骨的截面呈L型结构，包括与用主龙骨连接且呈水平设置的翼缘板、与翼缘板连接且远离翼缘板一侧呈弧形的弧形板。

一种基于以上所述的弧形曲面吊顶结构的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：基于BIM技术进行曲面吊顶建模，将曲面吊顶模型划分为若干个安装单元；

步骤S2：采用三维激光扫描仪对钢桁架进行扫描，通过对点云数据处理，获得实际三维模型和现场建筑的实际空间尺寸；

步骤S3：将实际三维模型与通过BIM建立的三维模型进行对比，确定转换层龙骨分别与钢桁架和每个安装单元的位置关系；

步骤S4：根据BIM建立的三维模型进行刀片龙骨、覆面龙骨加工；并进行安装单元组装；

步骤S5：转换层龙骨安装；

步骤S6：将组装完成后的安装单元采用吊装的方式分别与转换层龙骨连接；

步骤S7：所有安装单元安装完毕后，进行安装板、饰面层施工。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过将整个吊顶划分为多个安装单元，在现场安装前，首先将每个安装单元进行拼装，随后将每个安装单元与转换层龙骨通过吊装进行连接，并使得安装单元的顶面为平面且呈水平设置，这样降低了施工过程中的定位难度，大大提高了施工效率，降低了施工成本；

本发明通过将整个吊顶划分为多个底面为弧形曲面的安装单元，多个安装单元的底面形成弧形安装面，用于安装板的安装；本发明相比现有技术不需要定制呈弧形曲面的安装板，降低了加工的难度。

附图说明

图1为本发明的连接关系示意图；

图2为本发明图1中A处的放大示意图；

图3为本发明中刀片龙骨的侧视图；

图4为本发明中第二抱箍的结构示意图；

图5为本发明中第三抱箍的结构示意图；

其中：1、转换层龙骨；2、安装单元；21、主龙骨；22、刀片龙骨；221、翼缘板；222、弧形板；23、覆面龙骨；3、第一连接件；31、第一抱箍；32、第一丝杆；33、第二抱箍；4、第二连接件；41、第三抱箍；411、第一U型卡；4111、开口槽一；412、第二U型卡；4121、开口槽二；413、连接耳板；42、第二丝杆；5、安装板；100、钢桁架。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面对本发明进行详细说明。

如图1-图5所示：

一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，包括屋面底部连接的转换层龙骨1、若干组与转换层龙骨1底部连接且底部形成弧形曲面的安装单元2、多组安装在安装单元2底部的安装板5、以及设置在安装板5底部的饰面层，所述安装单元2靠近转换层龙骨1的一侧为平面；

每组所述安装单元2包括多组平行设置且与转换层龙骨1底部连接的主龙骨21、多组与主龙骨21底部连接且平行设置的刀片龙骨22、安装在刀片龙骨22底部且与刀片龙骨22底部配合形成弧形安装骨架的覆面龙骨23；所述弧形安装骨架的底部呈弧形曲面，每组所述安装单元2中的主龙骨21在同一水平面上。

采用本发明进行弧形曲面吊顶进行施工时，首先进行转换层龙骨1的安装，随后将若干个安装单元2分别与转换层龙骨1连接，通过转换层龙骨1使得安装单元2能够连接更加稳定可靠；

在整个弧形曲面吊顶结构中，由于弧形曲面吊顶的曲率、弧度多变，对此针对安装单元2的划分以体现造型和便于安装为主；每个安装单元2在施工现场先进行组装，组装完毕后通过吊装的方式安装在转换层龙骨1的对应位置；由于每组安装单元2的顶面为平面这使得对于只需要控制安装单元2的顶面与屋面之间的距离，即可有效的实现对于弧形曲面的控制，相比现有技术将大大减少了在安装过程中的测量定位工作，有效的提高了施工效率。

在一些可能的实施方式中，为了便于每组安装单元2中的主龙骨21与刀片龙骨22的连接；

所述刀片龙骨22靠近转换层龙骨1的一侧为平面，所述刀片龙骨22、覆面龙骨23的底部均为弧形。

所述安装板5为硅陶板；如图3所示，所述刀片龙骨22的截面呈L型结构，包括与用主龙骨21连接且呈水平设置的翼缘板221、与翼缘板221连接且远离翼缘板221一侧呈弧形的弧形板222。

翼缘板221与主龙骨21的底部连接，翼缘板221呈水平设置，与水平设置的主龙骨21进行连接，使得主龙骨21与刀片龙骨22连接可靠；

刀片龙骨22通过设置翼缘板221对刀片龙骨22的刚度加强，并通过翼缘板221与主龙骨21、覆面龙骨23形成整体。

刀片龙骨22、覆面龙骨23的底部均为弧形，两者配合使用用于弧形曲面，安装板5安装在弧形曲面上，使其满足最终弧形曲面吊顶的成型。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现屋面与转换层龙骨1，转换层龙骨1与安装单元的连接；

所述转换层龙骨1与屋面之间通过第一连接件3连接；所述转换层龙骨1与主龙骨21之间通过第二连接件4连接。

在一些可能的实施方式中，

所述第一连接件3包括多组与屋面中钢桁架100连接的第一抱箍31、多组安装在转换层龙骨1上的第二抱箍33、以及多组一端与第一抱箍31螺接且另外一端与第二抱箍33连接的第一丝杆32。

如图2所示，第一丝杆32的一端端与第一抱箍31螺接，另外一端和第二抱箍33连接，在进行每组安装单元2安装时，沿竖向调整第一丝杆32位置关系，从而使得转换层龙骨1与每组安装单元2之间的位置关系符合设计要求，进而使得所有安装完后每组安装单元2的弧形曲面连接，形成符合设计要求用于安装板5安装的弧形安装面；

如图4所示，第二抱箍33包括与第一丝杆32端部连接的上卡件、与上卡件配合且形成夹持腔的下卡件，所述转换层龙骨1安装在夹持腔内；上卡件与下卡件通过螺栓实现连接。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现第二连接件4与主龙骨21的连接；

所述第二连接件4包括多组与转换层龙骨1连接的第三抱箍41、以及多组一端与第三抱箍41螺接且另外一端与主龙骨21的第二丝杆42；

在一些可能的实施方式中，为了保证转换层龙骨1具有良好的稳定性；

所述转换层龙骨1包括多组与第二抱箍33分别连接且平行设置的转换主龙骨、多组位于转换主龙骨底部的转换次龙骨；所述转换主龙骨与屋面平行设置，所述转换次龙骨为多组且沿转换主龙骨的长方向等间距设置；

转换主龙骨安装在转换次龙骨的上方，其通过第三抱箍41实现转换主龙骨与转换次龙骨的固定连接，第二抱箍33套装在转换主龙骨的外侧并与第一丝杆32连接；

多组转换主龙骨呈水平设置且在同一水平面上，转换次龙骨安装在转换主龙骨的底部；

所述第三抱箍41分别与转换主龙骨和转换次龙骨连接。

转换主龙骨、转换次龙骨均采用镀锌矩管支撑。

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现转换主龙骨与转换次龙骨的连接；

如图5所示，所述第三抱箍41包括设置有开口槽一4111的第一U型卡411、设置有开口槽二4121的第二U型卡412；所述开口槽一4111的开口向下，所述开口槽二4121的开口向上，在所述第一U型卡411与第二U型卡412相互靠近的一侧设置有连接耳板413。

第一U型卡411、第二U型卡412的开口槽开口设置在相互靠近的一侧，且第一U型卡411与第二U型卡412通过连接耳板413实现连接，对于转换主龙骨与转换次龙骨的固定；

在一些可能的实施方式中，为了有效的实现刀片龙骨22与覆面龙骨23的安装；

所述刀片龙骨22为多组，在每组所述刀片龙骨22的底部沿其长方向设置有多组卡槽；覆面龙骨23安装在所述卡槽内，且底部与刀片龙骨22的底部共面。

进一步的，相邻两组第一丝杆32、相邻两组第二丝杆42的间距分别控制在900mm以内；

一种基于以上所述的弧形曲面吊顶结构的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：基于BIM技术进行曲面吊顶建模，将曲面吊顶模型划分为若干个安装单元2；并对若干个安装单元2进行标号；

步骤S2：采用三维激光扫描仪对钢桁架100进行扫描，通过对点云数据处理，获得实际三维模型和现场建筑的实际空间尺寸；

步骤S3：将实际三维模型与通过BIM建立的三维模型进行对比，对吊点位置进行深化设计，确定转换层龙骨1分别与钢桁架100和每个安装单元2的位置关系；

这里所描述的吊点位置为第一丝杆32与钢桁架100的连接位置、第二丝杆42与转换层龙骨1、安装单元2的连接位置。

步骤S4：根据BIM建立的三维模型进行刀片龙骨22、覆面龙骨23加工；并进行安装单元2组装；每个安装单元2中覆面龙骨23、刀片龙骨22纵横交错设置，其间距均为200mm；要选的，刀片龙骨22的长方向与转换主龙骨的轴向方向相同；

步骤S5：转换层龙骨1安装；将第一抱箍31固定于钢桁架100球节点旁的悬杆上，紧贴球节点，用不锈钢螺栓将其固定；第一丝杆32与第一抱箍31上设置的安装板5连接，其下部采用第二抱箍33与转换层主龙骨21连接；转换层龙骨1(转换主龙骨、转换次龙骨)为镀锌矩管，转换主龙骨、转换次龙骨采用纵横交错设置，两者采用第三抱箍41进行连接。

步骤S6：将组装完成后的安装单元2采用吊装的方式分别与转换层龙骨1连接；

步骤S7：所有安装单元2安装完毕后，进行安装板5、饰面层施工。

本发明安装速度快，安装时仅需少量的测量工作，根据安装单元2区域划分可同时对不同区域进行安装，安装速度快；

本发明操作简便_，减少人工，降低施工成本。通过划分安装单元2与传统安装工艺相比安装方便，极大减少人工量，降低施工成本，符合绿色施工要求。

本发明节省材料和工期，本发明中刀片龙骨22和覆面龙骨23基于BIM技术实现精确下料且在工厂生产加工，转换层龙骨1和刀片龙骨22现场仅需吊装安装，吊装过程仅需少了测量定位，且可实现多区域同时施工，安装效率高，缩短施工周期。

本发明数字化辅助安装，安装便捷，易于控制，施工质量精度高。采用BIM技术辅助建造，实现了大型自由曲面的高精度高质量安装。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，包括屋面底部连接的转换层龙骨、若干组与转换层龙骨底部连接且底部形成弧形曲面的安装单元、多组安装在安装单元底部的安装板、以及设置在安装板底部的饰面层，所述安装单元靠近转换层龙骨的一侧为平面；

每组所述安装单元包括多组平行设置且与转换层龙骨底部连接的主龙骨、多组与主龙骨底部连接且平行设置的刀片龙骨、安装在刀片龙骨底部且与刀片龙骨底部配合形成弧形安装骨架的覆面龙骨；所述弧形安装骨架的底部呈弧形曲面，每组所述安装单元中的主龙骨在同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述刀片龙骨靠近转换层龙骨的一侧为平面，所述刀片龙骨、覆面龙骨的底部均为弧形。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述转换层龙骨与屋面之间通过第一连接件连接；所述转换层龙骨与主龙骨之间通过第二连接件连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述第一连接件包括多组与屋面中钢桁架连接的第一抱箍、多组安装在转换层龙骨上的第二抱箍、以及多组一端与第一抱箍螺接且另外一端与第二抱箍连接的第一丝杆。

5.根据权利要求3所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述第二连接件包括多组与转换层龙骨连接的第三抱箍、以及多组一端与第三抱箍螺接且另外一端与主龙骨的第二丝杆。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述转换层龙骨包括多组与第二抱箍分别连接且平行设置的转换主龙骨、多组位于转换主龙骨底部的转换次龙骨；所述转换主龙骨与屋面平行设置，所述转换次龙骨为多组且沿转换主龙骨的长方向等间距设置；

所述第三抱箍分别与转换主龙骨和转换次龙骨连接。

7.根据权利要求5所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述第三抱箍包括设置有开口槽一的第一U型卡、设置有开口槽二的第二U型卡；所述开口槽一的开口向下，所述开口槽二的开口向上，在所述第一U型卡与第二U型卡相互靠近的一侧设置有连接耳板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述刀片龙骨为多组，在每组所述刀片龙骨的底部沿其长方向设置有多组卡槽；覆面龙骨安装在所述卡槽内，且底部与刀片龙骨的底部共面。

9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的弧形曲面吊顶结构，其特征在于，所述安装板为硅陶板；所述刀片龙骨的截面呈L型结构，包括与用主龙骨连接且呈水平设置的翼缘板、与翼缘板连接且远离翼缘板一侧呈弧形的弧形板。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的弧形曲面吊顶结构的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1：基于BIM技术进行曲面吊顶建模，将曲面吊顶模型划分为若干个安装单元；

步骤S2：采用三维激光扫描仪对钢桁架进行扫描，通过对点云数据处理，获得实际三维模型和现场建筑的实际空间尺寸；

步骤S3：将实际三维模型与通过BIM建立的三维模型进行对比，确定转换层龙骨分别与钢桁架和每个安装单元的位置关系；

步骤S4：根据BIM建立的三维模型进行刀片龙骨、覆面龙骨加工；并进行安装单元组装；

步骤S5：转换层龙骨安装；

步骤S6：将组装完成后的安装单元采用吊装的方式分别与转换层龙骨连接；

步骤S7：所有安装单元安装完毕后，进行安装板、饰面层施工。