[發明專利]一種基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法

在審

• 申請號: 201710441104.X
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107273607A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉占省;韓澤斌;趙雪鋒;王競超;張維廉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明涉及鋼結構預拼裝領域，具體涉及一種基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法。

背景技術

鋼結構預拼裝是將分段制造的超長度、大跨度的柱、梁、桁架、支撐和多層鋼框架結構，特別是用高強度螺栓連接的大型鋼結構、分塊制造和供貨的殼體結構等，在出廠前進行平立面整體組裝是控制質量、保證構件順利進行安裝的有效措施。

構件預拼裝要有較寬闊平整的場地，較大的起重設備，高于12m以上的作業空間和根據預拼裝構件類型所設置的臺架。預拼裝臺架應設置基礎，臺架上表面要平整，保持在同一水平面上，臺面高度應方便操作。臺架梁用大型工字鋼制作，設置間距需滿足拼裝構件側向剛度。構件應在自由狀態下拼裝，連接螺栓應能順利穿入孔內。預拼裝方法分為整體預拼裝、分段預拼裝和分層預拼裝。

預拼裝需要運用與現場施工幾乎相同的機械設備、足夠大的場地、足夠的人工和工時，成本很高，占到鋼構件制造總成本的10-25％。即使有時不得不采用折中的平裝方案來代替立體預拼裝方案，效果不盡人意而難度和成本同樣很大。

建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)，是當前建筑領域工業化研究的新熱點問題之一。它是以建筑工程項目的各項信息數據作為模型的基礎，進行建筑三維模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化、協調性、模擬型等特點。

發明內容

本發明的目的為解決鋼結構實體預拼裝方法中存在的難度大、費用高、工期長的問題而提供的一種省去實體預拼裝基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法。

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法，該方法包括以下步驟：

步驟一，在TEKLA中間新建立鋼結構構件，并建立鋼結構構件的參數化專項族庫，參數化專項族庫包含鋼結構構件的材質、規格、尺寸、標高、螺栓孔、螺紋參數化信息，通過修改參數化專項族庫中的參數化信息來修改鋼結構構件模型；

步驟二，在TEKLA軟件里將鋼結構構件進行分類編號，導出各個鋼結構構件的CAD詳圖，所述的CAD詳圖包括鋼結構構件的尺寸、材質、規格、細部節點、數量信息，工廠依據CAD詳圖進行加工生產；

步驟三，對加工生產完成的鋼結構構件進行三維掃描，掃描完成后導入電腦得到各個鋼結構構件的三維點云數據，將點云數據導入BIM軟件TEKLA，依據點云數據建立加工構件專項族庫，模型包含構件的材質、規格、尺寸、標高、螺栓孔、螺紋參數化信息，通過修改信息的參數來修改鋼結構構件模型；

步驟四，將設計構件族庫與加工構件族庫進行擬合，得出加工構件實體誤差，對超出允許誤差的構件進行返廠加工，直至所有的構件都滿足要求；

步驟五，根據滿足誤差的加工構件族庫在TEKLA中模擬進行整體預拼裝，拼裝完成后，建立空間坐標系，選取構件之間連接節點的螺栓孔中心點為關鍵點，得到關鍵點的坐標值；連接節點為工字形雙肢柱與鋼架斜接頭之間、工字形實腹鋼梁與鋼架斜接頭之間等。

步驟六，施工現場進行實體構件安裝，在拼裝每個構件之間節點連接位置時，拼裝完成后對整體進行三維掃描，得到點云數據導入TEKLA后獲取關鍵點的坐標值，并和步驟五得到的關鍵點坐標值對比，對超出誤差范圍的關鍵點在現場及時進行調整，完成鋼結構實體安裝。

選用Tekla軟件進行鋼結構廠房預拼裝，能進行精細的鋼結構細部設計，準確獲取關鍵點的三維坐標，得到鋼結構的預拼裝誤差。

采用三維掃描儀掃描加工構件，獲取鋼結構構件的點云數據，以提高依據三維點云數據建立的構件模型精度，減小測量誤差對拼裝誤差的影響。

采用這種基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法，具有以下優點：

1、通過建立的設計構件專項族庫與加工構件族庫擬合，消除構件加工誤差，提高生產加工精度。

2、在實體安裝過程中，實時獲取構件連接的關鍵點坐標，并和預拼裝得到的關鍵點坐標對比，消除安裝誤差，提高安裝精度。

3、省去實體預拼裝步驟，節省成本，縮短工期。

附圖說明

圖1是鋼結構廠房右立面圖；

圖2是鋼結構廠房正視圖。

圖中：1、工字形雙肢柱；2、工字形實腹鋼梁；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。

具體實施方式

基于BIM的鋼結構廠房預拼裝方法，該方法包括以下步驟：