本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)預(yù)拼裝領(lǐng)域，具體涉及一種基于bim的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法。

背景技術(shù)：

鋼結(jié)構(gòu)預(yù)拼裝是將分段制造的超長(zhǎng)度、大跨度的柱、梁、桁架、支撐和多層鋼框架結(jié)構(gòu)，特別是用高強(qiáng)度螺栓連接的大型鋼結(jié)構(gòu)、分塊制造和供貨的殼體結(jié)構(gòu)等，在出廠前進(jìn)行平立面整體組裝是控制質(zhì)量、保證構(gòu)件順利進(jìn)行安裝的有效措施。

構(gòu)件預(yù)拼裝要有較寬闊平整的場(chǎng)地，較大的起重設(shè)備，高于12m以上的作業(yè)空間和根據(jù)預(yù)拼裝構(gòu)件類型所設(shè)置的臺(tái)架。預(yù)拼裝臺(tái)架應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)，臺(tái)架上表面要平整，保持在同一水平面上，臺(tái)面高度應(yīng)方便操作。臺(tái)架梁用大型工字鋼制作，設(shè)置間距需滿足拼裝構(gòu)件側(cè)向剛度。構(gòu)件應(yīng)在自由狀態(tài)下拼裝，連接螺栓應(yīng)能順利穿入孔內(nèi)。預(yù)拼裝方法分為整體預(yù)拼裝、分段預(yù)拼裝和分層預(yù)拼裝。

預(yù)拼裝需要運(yùn)用與現(xiàn)場(chǎng)施工幾乎相同的機(jī)械設(shè)備、足夠大的場(chǎng)地、足夠的人工和工時(shí)，成本很高，占到鋼構(gòu)件制造總成本的10-25％。即使有時(shí)不得不采用折中的平裝方案來(lái)代替立體預(yù)拼裝方案，效果不盡人意而難度和成本同樣很大。

建筑信息模型bim(buildinginformationmodeling)，是當(dāng)前建筑領(lǐng)域工業(yè)化研究的新熱點(diǎn)問(wèn)題之一。它是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑三維模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬型等特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為解決鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體預(yù)拼裝方法中存在的難度大、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)的問(wèn)題而提供的一種省去實(shí)體預(yù)拼裝基于bim的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于bim的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，在tekla中間新建立鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并建立鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的參數(shù)化專項(xiàng)族庫(kù)，參數(shù)化專項(xiàng)族庫(kù)包含鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)、規(guī)格、尺寸、標(biāo)高、螺栓孔、螺紋參數(shù)化信息，通過(guò)修改參數(shù)化專項(xiàng)族庫(kù)中的參數(shù)化信息來(lái)修改鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型；

步驟二，在tekla軟件里將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分類編號(hào)，導(dǎo)出各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的cad詳圖，所述的cad詳圖包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、規(guī)格、細(xì)部節(jié)點(diǎn)、數(shù)量信息，工廠依據(jù)cad詳圖進(jìn)行加工生產(chǎn)；

步驟三，對(duì)加工生產(chǎn)完成的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行三維掃描，掃描完成后導(dǎo)入電腦得到各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入bim軟件tekla，依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立加工構(gòu)件專項(xiàng)族庫(kù)，模型包含構(gòu)件的材質(zhì)、規(guī)格、尺寸、標(biāo)高、螺栓孔、螺紋參數(shù)化信息，通過(guò)修改信息的參數(shù)來(lái)修改鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型；

步驟四，將設(shè)計(jì)構(gòu)件族庫(kù)與加工構(gòu)件族庫(kù)進(jìn)行擬合，得出加工構(gòu)件實(shí)體誤差，對(duì)超出允許誤差的構(gòu)件進(jìn)行返廠加工，直至所有的構(gòu)件都滿足要求；

步驟五，根據(jù)滿足誤差的加工構(gòu)件族庫(kù)在tekla中模擬進(jìn)行整體預(yù)拼裝，拼裝完成后，建立空間坐標(biāo)系，選取構(gòu)件之間連接節(jié)點(diǎn)的螺栓孔中心點(diǎn)為關(guān)鍵點(diǎn)，得到關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值；連接節(jié)點(diǎn)為工字形雙肢柱與鋼架斜接頭之間、工字形實(shí)腹鋼梁與鋼架斜接頭之間等。

步驟六，施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)體構(gòu)件安裝，在拼裝每個(gè)構(gòu)件之間節(jié)點(diǎn)連接位置時(shí)，拼裝完成后對(duì)整體進(jìn)行三維掃描，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入tekla后獲取關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值，并和步驟五得到的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)值對(duì)比，對(duì)超出誤差范圍的關(guān)鍵點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，完成鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體安裝。

選用tekla軟件進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝，能進(jìn)行精細(xì)的鋼結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確獲取關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)，得到鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)拼裝誤差。

采用三維掃描儀掃描加工構(gòu)件，獲取鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以提高依據(jù)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立的構(gòu)件模型精度，減小測(cè)量誤差對(duì)拼裝誤差的影響。

采用這種基于bim的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過(guò)建立的設(shè)計(jì)構(gòu)件專項(xiàng)族庫(kù)與加工構(gòu)件族庫(kù)擬合，消除構(gòu)件加工誤差，提高生產(chǎn)加工精度。

2、在實(shí)體安裝過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取構(gòu)件連接的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，并和預(yù)拼裝得到的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)比，消除安裝誤差，提高安裝精度。

3、省去實(shí)體預(yù)拼裝步驟，節(jié)省成本，縮短工期。

附圖說(shuō)明

圖1是鋼結(jié)構(gòu)廠房右立面圖；

圖2是鋼結(jié)構(gòu)廠房正視圖。

圖中：1、工字形雙肢柱；2、工字形實(shí)腹鋼梁；3、鋼架斜接頭；4、墻皮柱；5、山墻走道板桁架；6、屋面檁條；7、柱子；8、柱間支撐。

具體實(shí)施方式

基于bim的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，在tekla軟件里建立鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并建立構(gòu)件的參數(shù)化專項(xiàng)族庫(kù)，模型包含構(gòu)件的材質(zhì)、規(guī)格、尺寸、標(biāo)高、螺栓孔、螺紋參數(shù)化信息，可以通過(guò)修改信息的參數(shù)來(lái)修改模型；

步驟二，在tekla軟件里將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分類編號(hào)，導(dǎo)出各個(gè)構(gòu)件cad詳圖，所述的詳圖包括構(gòu)件的尺寸、材質(zhì)、規(guī)格、細(xì)部節(jié)點(diǎn)、數(shù)量信息，工廠依據(jù)圖紙進(jìn)行加工生產(chǎn)；

步驟三，對(duì)加工生產(chǎn)完成的構(gòu)件三維掃描，掃描完成后導(dǎo)入電腦得到各個(gè)構(gòu)件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入bim軟件tekla，依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立加工構(gòu)件專項(xiàng)族庫(kù)，模型包含構(gòu)件的材質(zhì)、規(guī)格、尺寸、標(biāo)高、螺栓孔、螺紋參數(shù)化信息，可以通過(guò)修改信息的參數(shù)來(lái)修改模型；

步驟四，將設(shè)計(jì)構(gòu)件族庫(kù)與加工構(gòu)件族庫(kù)進(jìn)行擬合，得出加工構(gòu)件實(shí)體誤差，對(duì)超出允許誤差的構(gòu)件進(jìn)行返廠加工，直至所有的構(gòu)件都滿足要求；

步驟五，根據(jù)滿足誤差的加工構(gòu)件族庫(kù)在tekla中模擬進(jìn)行整體預(yù)拼裝，拼裝完成后，建立空間坐標(biāo)系，選取構(gòu)件之間連接節(jié)點(diǎn)的螺栓孔(工字形雙肢柱1與鋼架斜接頭3之間、工字形實(shí)腹鋼梁2與鋼架斜接頭之間3等)中心點(diǎn)為關(guān)鍵點(diǎn)，得到關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值；

步驟六，施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)體構(gòu)件安裝，在拼裝每個(gè)構(gòu)件之間節(jié)點(diǎn)連接位置時(shí)，拼裝完成后對(duì)整體進(jìn)行三維掃描，得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入tekla后獲取關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值，并和步驟五得到的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)值對(duì)比，對(duì)超出誤差范圍的關(guān)鍵點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整，完成鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體安裝。

盡管上面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于BIM的鋼結(jié)構(gòu)廠房預(yù)拼裝方法，包括以下步驟：按照規(guī)范設(shè)計(jì)并建立設(shè)計(jì)構(gòu)件專項(xiàng)族庫(kù)；導(dǎo)出鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工圖，對(duì)加工圖進(jìn)行編號(hào)，加工生產(chǎn)；對(duì)已加工完成的所有構(gòu)件進(jìn)行三維掃描，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立加工構(gòu)件族庫(kù)；將設(shè)計(jì)構(gòu)件族庫(kù)與加工構(gòu)件族庫(kù)進(jìn)行擬合，得出加工構(gòu)件實(shí)體誤差，對(duì)超出允許誤差的構(gòu)件進(jìn)行返廠加工；根據(jù)滿足誤差的加工構(gòu)件族庫(kù)在TEKLA中模擬進(jìn)行整體預(yù)拼裝，得到關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)體構(gòu)件安裝，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)值，對(duì)超出誤差范圍的關(guān)鍵點(diǎn)及時(shí)調(diào)整。本發(fā)明解決了鋼結(jié)構(gòu)廠房實(shí)體預(yù)拼裝難度大、費(fèi)用高、工期長(zhǎng)的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉占省;韓澤斌;趙雪鋒;王競(jìng)超;張維廉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.13
技術(shù)公布日：2017.10.20