一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，包括以下步骤：按照规范设计并建立设计构件专项族库；导出钢结构构件加工图，对加工图进行编号，加工生产；对已加工完成的所有构件进行三维扫描，获取点云数据，依据点云数据建立加工构件族库；将设计构件族库与加工构件族库进行拟合，得出加工构件实体误差，对超出允许误差的构件进行返厂加工；根据满足误差的加工构件族库在TEKLA中模拟进行整体预拼装，得到关键点坐标；施工现场进行实体构件安装，实时监测关键点坐标值，对超出误差范围的关键点及时调整。本发明专利技术解决了钢结构厂房实体预拼装难度大、费用高、工期长的问题。

A pre assembly method of steel structure workshop based on BIM

The invention discloses a method for pre assembled steel structure workshop based on BIM, which comprises the following steps: according to the design specification of design and build special family member base; derived steel structure processing, number of processing, map processing production; for all components have been manufactured in 3D scanning, point cloud data acquisition. Based on the point cloud data processing and establish component library; component library design and processing of family member family library by fitting out the processing error of the component entity, beyond the allowable error of component return to factory processing; according to the error processing component meet the family library for pre assembled simulation in TEKLA, get the coordinates of key points of construction; the scene entity component installation, real-time monitoring of key points coordinate value adjustment of key points beyond the error range in time. The invention solves the problems of difficult assembly, high cost and long construction period for the entity pre assembly of the steel structure workshop.

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法
本专利技术涉及钢结构预拼装领域，具体涉及一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法。
技术介绍
钢结构预拼装是将分段制造的超长度、大跨度的柱、梁、桁架、支撑和多层钢框架结构，特别是用高强度螺栓连接的大型钢结构、分块制造和供货的壳体结构等，在出厂前进行平立面整体组装是控制质量、保证构件顺利进行安装的有效措施。构件预拼装要有较宽阔平整的场地，较大的起重设备，高于12m以上的作业空间和根据预拼装构件类型所设置的台架。预拼装台架应设置基础，台架上表面要平整，保持在同一水平面上，台面高度应方便操作。台架梁用大型工字钢制作，设置间距需满足拼装构件侧向刚度。构件应在自由状态下拼装，连接螺栓应能顺利穿入孔内。预拼装方法分为整体预拼装、分段预拼装和分层预拼装。预拼装需要运用与现场施工几乎相同的机械设备、足够大的场地、足够的人工和工时，成本很高，占到钢构件制造总成本的10-25％。即使有时不得不采用折中的平装方案来代替立体预拼装方案，效果不尽人意而难度和成本同样很大。建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)，是当前建筑领域工业化研究的新热点问题之一。它是以建筑工程项目的各项信息数据作为模型的基础，进行建筑三维模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟型等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的为解决钢结构实体预拼装方法中存在的难度大、费用高、工期长的问题而提供的一种省去实体预拼装基于BIM的钢结构厂房预拼装方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，该方法包括以下步骤：步骤一，在TEKLA中间新建立钢结构构件，并建立钢结构构件的参数化专项族库，参数化专项族库包含钢结构构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改参数化专项族库中的参数化信息来修改钢结构构件模型；步骤二，在TEKLA软件里将钢结构构件进行分类编号，导出各个钢结构构件的CAD详图，所述的CAD详图包括钢结构构件的尺寸、材质、规格、细部节点、数量信息，工厂依据CAD详图进行加工生产；步骤三，对加工生产完成的钢结构构件进行三维扫描，扫描完成后导入电脑得到各个钢结构构件的三维点云数据，将点云数据导入BIM软件TEKLA，依据点云数据建立加工构件专项族库，模型包含构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改信息的参数来修改钢结构构件模型；步骤四，将设计构件族库与加工构件族库进行拟合，得出加工构件实体误差，对超出允许误差的构件进行返厂加工，直至所有的构件都满足要求；步骤五，根据满足误差的加工构件族库在TEKLA中模拟进行整体预拼装，拼装完成后，建立空间坐标系，选取构件之间连接节点的螺栓孔中心点为关键点，得到关键点的坐标值；连接节点为工字形双肢柱与钢架斜接头之间、工字形实腹钢梁与钢架斜接头之间等。步骤六，施工现场进行实体构件安装，在拼装每个构件之间节点连接位置时，拼装完成后对整体进行三维扫描，得到点云数据导入TEKLA后获取关键点的坐标值，并和步骤五得到的关键点坐标值对比，对超出误差范围的关键点在现场及时进行调整，完成钢结构实体安装。选用Tekla软件进行钢结构厂房预拼装，能进行精细的钢结构细部设计，准确获取关键点的三维坐标，得到钢结构的预拼装误差。采用三维扫描仪扫描加工构件，获取钢结构构件的点云数据，以提高依据三维点云数据建立的构件模型精度，减小测量误差对拼装误差的影响。采用这种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，具有以下优点：1、通过建立的设计构件专项族库与加工构件族库拟合，消除构件加工误差，提高生产加工精度。2、在实体安装过程中，实时获取构件连接的关键点坐标，并和预拼装得到的关键点坐标对比，消除安装误差，提高安装精度。3、省去实体预拼装步骤，节省成本，缩短工期。附图说明图1是钢结构厂房右立面图；图2是钢结构厂房正视图。图中：1、工字形双肢柱；2、工字形实腹钢梁；3、钢架斜接头；4、墙皮柱；5、山墙走道板桁架；6、屋面檩条；7、柱子；8、柱间支撑。具体实施方式基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，该方法包括以下步骤：步骤一，在TEKLA软件里建立钢结构构件，并建立构件的参数化专项族库，模型包含构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，可以通过修改信息的参数来修改模型；步骤二，在TEKLA软件里将钢结构构件分类编号，导出各个构件CAD详图，所述的详图包括构件的尺寸、材质、规格、细部节点、数量信息，工厂依据图纸进行加工生产；步骤三，对加工生产完成的构件三维扫描，扫描完成后导入电脑得到各个构件的三维点云数据，将点云数据导入BIM软件TEKLA，依据点云数据建立加工构件专项族库，模型包含构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，可以通过修改信息的参数来修改模型；步骤四，将设计构件族库与加工构件族库进行拟合，得出加工构件实体误差，对超出允许误差的构件进行返厂加工，直至所有的构件都满足要求；步骤五，根据满足误差的加工构件族库在TEKLA中模拟进行整体预拼装，拼装完成后，建立空间坐标系，选取构件之间连接节点的螺栓孔(工字形双肢柱1与钢架斜接头3之间、工字形实腹钢梁2与钢架斜接头之间3等)中心点为关键点，得到关键点的坐标值；步骤六，施工现场进行实体构件安装，在拼装每个构件之间节点连接位置时，拼装完成后对整体进行三维扫描，得到点云数据导入TEKLA后获取关键点的坐标值，并和步骤五得到的关键点坐标值对比，对超出误差范围的关键点现场及时调整，完成钢结构实体安装。尽管上面对本专利技术的优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一，在TEKLA中间新建立钢结构构件，并建立钢结构构件的参数化专项族库，参数化专项族库包含钢结构构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改参数化专项族库中的参数化信息来修改钢结构构件模型；步骤二，在TEKLA软件里将钢结构构件进行分类编号，导出各个钢结构构件的CAD详图，所述的CAD详图包括钢结构构件的尺寸、材质、规格、细部节点、数量信息，工厂依据CAD详图进行加工生产；步骤三，对加工生产完成的钢结构构件进行三维扫描，扫描完成后导入电脑得到各个钢结构构件的三维点云数据，将点云数据导入BIM软件TEKLA，依据点云数据建立加工构件专项族库，模型包含构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改信息的参数来修改钢结构构件模型；步骤四，将设计构件族库与加工构件族库进行拟合，得出加工构件实体误差，对超出允许误差的构件进行返厂加工，直至所有的构件都满足要求；步骤五，根据满足误差的加工构件族库在TEKLA中模拟进行整体预拼装，拼装完成后，建立空间坐标系，选取构件之间连接节点的螺栓孔中心点为关键点，得到关键点的坐标值；连接节点为工字形双肢柱与钢架斜接头之间、工字形实腹钢梁与钢架斜接头之间等；步骤六，施工现场进行实体构件安装，在拼装每个构件之间节点连接位置时，拼装完成后对整体进行三维扫描，得到点云数据导入TEKLA后获取关键点的坐标值，并和步骤五得到的关键点坐标值对比，对超出误差范围的关键点在现场及时进行调整，完成钢结构实体安装。...

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的钢结构厂房预拼装方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一，在TEKLA中间新建立钢结构构件，并建立钢结构构件的参数化专项族库，参数化专项族库包含钢结构构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改参数化专项族库中的参数化信息来修改钢结构构件模型；步骤二，在TEKLA软件里将钢结构构件进行分类编号，导出各个钢结构构件的CAD详图，所述的CAD详图包括钢结构构件的尺寸、材质、规格、细部节点、数量信息，工厂依据CAD详图进行加工生产；步骤三，对加工生产完成的钢结构构件进行三维扫描，扫描完成后导入电脑得到各个钢结构构件的三维点云数据，将点云数据导入BIM软件TEKLA，依据点云数据建立加工构件专项族库，模型包含构件的材质、规格、尺寸、标高、螺栓孔、螺纹参数化信息，通过修改信息的参数来修改钢结构构件模型；步骤四，将设计构件族库与加工构件族库进行拟合，得出加工构件实体误差，对超出允许误差的构件进行返厂加工，直至所有的构件都满足要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘占省，韩泽斌，赵雪锋，王竞超，张维廉，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11