本發(fā)明涉及鋼筋深化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法。

背景技術(shù)：

隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，市區(qū)內(nèi)建筑密度日益增大，城市對超高層建筑的需求也越來越多。采用型鋼混凝土柱可以減小柱截面的尺寸，節(jié)省混凝土和鋼筋用量的同時(shí)可以加大建筑的使用面積，美化造型，因此在高層建筑中鋼骨柱的應(yīng)用越來越廣泛。作為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種，十字鋼骨勁性柱雖然在國內(nèi)工程中有所應(yīng)用，但由于施工工藝的不成熟，難免會造成工期延誤、施工質(zhì)量控制難以保證、浪費(fèi)鋼筋等現(xiàn)象出現(xiàn)。解決和完善十字鋼骨柱的深化設(shè)計(jì)、制作、安裝，以及十字鋼骨柱處梁柱鋼筋的綁扎等一系列施工工藝，形成一套較成熟的施工方法對于此類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

BIM系統(tǒng)是一種全新的信息化管理系統(tǒng)，目前正越來越多應(yīng)用于建筑行業(yè)中，它的全稱為BuildingInformation Managemet，即建造信息模型，要求工程的各參建方在設(shè)計(jì)、施工、項(xiàng)目管理等各個(gè)過程中將所有信息整合在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，通過數(shù)字信息仿真模擬的所有真實(shí)信息。同時(shí)也在建筑的全聲明周期管理中為業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、總包、分包、供應(yīng)方提供平臺，進(jìn)行多渠道和多方位的協(xié)調(diào)。

常規(guī)十字鋼骨柱與梁鋼筋的連接方法常規(guī)有兩種：一種是勁性柱翼緣處焊接機(jī)械連接的套筒，這種由于套筒為單向連接，兩側(cè)套筒需提前焊于翼緣，中部的鋼筋就需要斷開，浪費(fèi)的鋼筋量比較大；另一種方法為在翼緣處焊接矩形托板，梁鋼筋直接焊接于托板處，這樣可以減少鋼筋的使用量。但第二種方法也有一定的缺點(diǎn)，具體缺點(diǎn)如下：

(1)托板為矩形鋼板，寬度一般與翼緣同寬，為保證梁鋼筋焊接于托板的尺寸滿足5d雙面焊的要求，長度一般至少為5d；這就需要提前規(guī)劃每根梁不同直徑縱向鋼筋的排布，保證托板長度不碰柱外側(cè)鋼筋的同時(shí)滿足梁縱向鋼筋焊縫長度的要求，以免對現(xiàn)場柱鋼筋綁扎產(chǎn)生影響，影響施工進(jìn)度。

(2)若與柱相交的梁較多，部分梁鋼筋需要焊接于腹板間的連接板處，部分直接穿腹板處的預(yù)留洞，洞口與連接板的位置稍有偏差，鋼筋便無法穿越洞口或者與連接板進(jìn)行焊接，只能在腹板處二次開洞，影響工程的質(zhì)量。

(3)于梁高度較小，且梁下排筋無法穿腹板或焊于連接板時(shí)，梁鋼筋只能采用彎錨，若上下排都提前設(shè)置了連接板，彎錨的直錨段長度有可能超過連接板的間距，梁鋼筋無法伸入到勁性柱鋼骨內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法，通過BIM技術(shù)提前對各個(gè)十字鋼骨柱梁處柱和梁的鋼筋進(jìn)行模擬放樣，提前在翼緣恰當(dāng)位置處設(shè)置托板，在腹板之間恰當(dāng)位置設(shè)置連接板，根據(jù)托板和連接板長度設(shè)置梁不同直徑主筋的排布，可以在減少鋼筋用量的同時(shí)，優(yōu)化梁和柱鋼筋的布置，保證梁主筋在托板上方的焊縫長度滿足要求。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明公開了一種基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法，包括步驟：

對十字鋼骨翼緣處的托板、十字鋼骨腹板間的連接板及十字鋼骨腹板上的腹板預(yù)留洞口的尺寸和位置進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，制作十字鋼骨的初步設(shè)計(jì)圖紙；

利用BIM根據(jù)所述十字鋼骨的初步設(shè)計(jì)圖紙和梁柱施工圖紙建立十字鋼骨與梁鋼筋及柱鋼筋的BIM模型；

根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)；檢驗(yàn)梁鋼筋與托板、連接板及腹板預(yù)留洞口的相對位置，分析出無法正常操作的問題源；

根據(jù)所述BIM模型、所述碰撞參數(shù)及所述問題源，對托板的尺寸及連接板與腹板預(yù)留洞口的定位，重新進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，對梁鋼筋重新進(jìn)行排布，對所述BIM模型進(jìn)行更新；

利用更新后的所述BIM模型生成梁鋼筋放樣圖紙，根據(jù)所述梁鋼筋放樣圖紙加工十字鋼骨和梁鋼筋；以及

根據(jù)更新后的所述BIM模型進(jìn)行十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)鋼筋施工。

所述基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，通過以下步驟根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)，包括：

根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處托板的最大允許尺寸；

推斷出焊接于十字鋼骨翼緣處托板的梁鋼筋及柱鋼筋的最大允許直徑，得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)。

所述基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，通過以下步驟對梁鋼筋重新進(jìn)行排布，對BIM模型進(jìn)行更新，包括：

根據(jù)推斷出的焊接于十字鋼骨翼緣處托板的梁鋼筋及柱鋼筋的最大允許直徑，將直徑小于所述最大允許直徑的梁鋼筋焊接于托板上方；

將直徑達(dá)到所述最大允許直徑的梁鋼筋焊接于連接板處或穿設(shè)于腹板預(yù)留洞口。

所述基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，將直徑達(dá)到并超出所述最大允許直徑一定范圍的梁鋼筋穿設(shè)于腹板預(yù)留洞口。

所述基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的超出所述最大允許直徑一定范圍為超出托板長度的1/5。

所述基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，根據(jù)更新后的所述BIM模型進(jìn)行十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)鋼筋施工的步驟，包括：根據(jù)更新后的BIM模型進(jìn)行十字鋼骨吊運(yùn)安裝及梁鋼筋與柱鋼筋的綁扎施工。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：

1.利用BIM提前對十字鋼骨柱托板長度進(jìn)行限制，對托板進(jìn)行精確定位，避免出現(xiàn)主筋碰托板的情況。

2.利用BIM對柱與梁相交處的梁縱向鋼筋進(jìn)行放樣模擬，確定了每根梁鋼筋的處理方法，焊縫長度滿足要求的梁焊接于托板和連接板，直徑較大鋼筋從腹板的洞口穿出，現(xiàn)場人員可根據(jù)模型直接進(jìn)行梁鋼筋的放樣。

3.利用BIM對梁柱和鋼骨提前進(jìn)行模擬，并對班組進(jìn)行交底，現(xiàn)場施工時(shí)直接根據(jù)模型進(jìn)行鋼筋的擺放和焊接，提高了工作效率，減少了鋼筋的浪費(fèi)，加快現(xiàn)場的施工進(jìn)度，提高了鋼骨柱的質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法中的十字鋼骨的初步設(shè)計(jì)圖紙的俯視圖。

圖3為本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法中的BIM模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

傳統(tǒng)十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法是由比較有經(jīng)驗(yàn)的鋼筋師傅根據(jù)十字鋼骨的位置大致對梁鋼筋進(jìn)行放樣，鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)單位單獨(dú)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)深化，實(shí)際安裝過程中易造成梁鋼筋焊接于十字鋼骨翼緣處的托板或十字鋼骨腹板間的連接板時(shí)焊縫長度達(dá)不到要求的情況，因此需提前對梁鋼筋進(jìn)行模擬放樣。

本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法，通過BIM技術(shù)提前對各個(gè)十字鋼骨柱梁處柱和梁的鋼筋進(jìn)行模擬放樣，提前在翼緣恰當(dāng)位置處設(shè)置托板，在腹板之間恰當(dāng)位置設(shè)置連接板，根據(jù)托板和連接板的長度設(shè)置不同直徑梁鋼筋的排布，可以在減少鋼筋用量的同時(shí)，優(yōu)化梁鋼筋和柱鋼筋的布置，保證梁鋼筋在托板上方的焊縫長度滿足要求。

下面以內(nèi)部設(shè)有十字鋼骨的圓柱形型鋼柱為例，來具體說明本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法的實(shí)現(xiàn)方式。

參閱圖1～3所示，本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法，主要包括以下步驟：

S001：對十字鋼骨的翼緣101處的托板11、十字鋼骨的腹板102間的連接板12及十字鋼骨的腹板102上的腹板預(yù)留洞口13的尺寸和位置進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，制作十字鋼骨的初步設(shè)計(jì)圖紙，如圖2所示。

S002：利用BIM根據(jù)十字鋼骨的初步設(shè)計(jì)圖紙和梁柱施工圖紙建立十字鋼骨與梁鋼筋14及柱鋼筋15的BIM模型，如圖3所示。

具體地，可以根據(jù)CAD梁柱結(jié)構(gòu)詳圖，在Revit Structure軟件中用預(yù)置的三維鋼筋節(jié)點(diǎn)布置模塊，形成三維梁柱鋼筋并進(jìn)行布置；具體包括以下內(nèi)容：

1)根據(jù)CAD圖元?jiǎng)?chuàng)建與所述CAD圖元的信息、形狀一致的三維梁柱鋼筋；

2)根據(jù)預(yù)置的錨固計(jì)算規(guī)則，控制生成三維柱梁鋼筋的主筋錨固長度；

3)通過人機(jī)交互方式判定三維柱梁鋼筋的主筋定位，控制彎鉤類型和彎鉤方向；

4)傾斜混凝土矩形結(jié)構(gòu)柱三維柱梁鋼筋布置；

5)高低混凝土矩形框架梁三維柱梁鋼筋布置；

6)根據(jù)用戶選擇的包含混凝土等級、建筑物使用年限、鋼筋環(huán)境的參數(shù)信息，生成三維柱梁鋼筋中結(jié)構(gòu)主體的混凝土保護(hù)層數(shù)值，應(yīng)用到三維柱梁鋼筋的創(chuàng)建計(jì)算中；

7)按照規(guī)則對所述三維柱梁鋼筋中節(jié)點(diǎn)處結(jié)構(gòu)構(gòu)件的三維主筋是否應(yīng)當(dāng)避讓鋼骨柱進(jìn)行處理；

8)在三維柱梁鋼筋中，依據(jù)建筑規(guī)范檢測鋼筋與鋼筋的碰撞、鋼筋與節(jié)點(diǎn)處鋼骨柱的碰撞問題，根據(jù)碰撞檢測的結(jié)果，調(diào)整、修改鋼筋間距和位置。

S003：根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)；檢驗(yàn)梁鋼筋與托板、連接板及腹板預(yù)留洞口的相對位置，分析出無法正常操作的問題源。

其中，通過以下步驟根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)，包括：

根據(jù)建立的BIM模型計(jì)算得到十字鋼骨翼緣處托板的最大允許尺寸；

推斷出焊接于十字鋼骨翼緣處托板的梁鋼筋及柱鋼筋的最大允許直徑，得到十字鋼骨翼緣處的托板與梁鋼筋及柱鋼筋的碰撞參數(shù)。

S004：根據(jù)BIM模型、碰撞參數(shù)及所述問題源，對托板的尺寸及連接板與腹板預(yù)留洞口的定位，重新進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，對梁鋼筋重新進(jìn)行排布，對BIM模型進(jìn)行更新。

其中，通過以下步驟對梁鋼筋重新進(jìn)行排布，對BIM模型進(jìn)行更新，包括：

根據(jù)推斷出的焊接于十字鋼骨翼緣處托板的梁鋼筋及柱鋼筋的最大允許直徑，將直徑小于所述最大允許直徑的梁鋼筋焊接于托板上方(此時(shí)，托板上方鋼筋的焊縫長度必須滿足5倍鋼筋直徑的要求)；

將直徑達(dá)到上述最大允許直徑的梁鋼筋焊接于連接板處，

將直徑達(dá)到上述最大允許直徑并且超過該最大允許直徑達(dá)1/5托板長度的梁鋼筋直接穿過附近預(yù)留的腹板預(yù)留洞口，并更新模型。

S005：利用更新后的BIM模型生成梁鋼筋放樣圖紙，并安排加工單位按圖紙進(jìn)行加工，根據(jù)梁鋼筋放樣圖紙加工十字鋼骨和梁鋼筋。

S006：現(xiàn)場根據(jù)更新后的BIM模型進(jìn)行十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)鋼筋施工，具體包括：

根據(jù)更新后的BIM模型進(jìn)行十字鋼骨吊運(yùn)安裝及梁鋼筋與柱鋼筋的綁扎施工。

本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法通過建立參數(shù)化BIM模型，利用BIM提前對十字鋼骨柱托板長度進(jìn)行限制，對托板進(jìn)行精確定位，避免出現(xiàn)主筋碰托板的情況。利用BIM對柱與梁相交處的梁縱向鋼筋進(jìn)行放樣模擬，確定了每根梁鋼筋的處理方法，焊縫長度滿足要求的梁焊接于托板和連接板，直徑較大鋼筋從腹板的洞口穿出，現(xiàn)場人員可根據(jù)模型直接進(jìn)行梁鋼筋的放樣。利用BIM對梁柱和鋼骨提前進(jìn)行模擬，并對班組進(jìn)行交底，現(xiàn)場施工時(shí)直接根據(jù)模型進(jìn)行鋼筋的擺放和焊接，提高了工作效率，減少了鋼筋的浪費(fèi)，加快現(xiàn)場的施工進(jìn)度，提高了鋼骨柱的質(zhì)量。

本發(fā)明基于BIM的十字鋼骨柱梁節(jié)點(diǎn)處鋼筋處理方法同時(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、對十字鋼骨深化設(shè)計(jì)中托板、連接板、腹板穿鋼筋洞口的位置和尺寸做了精確的范圍控制，在保證不碰柱主筋的情況下，利用模型提前對每根梁主筋的連接方式進(jìn)行模擬放樣，確保BIM模型調(diào)整后鋼骨安裝和鋼筋綁扎方案可行。

2、鋼骨深化一般由鋼結(jié)構(gòu)單位完成，鋼筋綁扎方式由勞務(wù)單位鋼筋班組完成，不同專業(yè)協(xié)調(diào)較困難，易產(chǎn)生沖突，本發(fā)明方法可用于不部分鋼結(jié)構(gòu)工程與主體結(jié)構(gòu)間的協(xié)同設(shè)計(jì)、施工和管理。

3、通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)大型建設(shè)工程中復(fù)雜十字鋼骨柱處梁鋼筋的深化設(shè)計(jì)與施工，降低項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，提高鋼筋深化設(shè)計(jì)和施工管理水平。

以上結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。