一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法及系统技术方案

本发明专利技术属于BIM技术领域，提供了一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法及系统，通过获取装配式建筑的三维模型作为基准模型，扫描获取所有的预制构件的三维模型作为构件模型，计算出基准模型上各个预制构件位置的应力趋向距离并进行位置微调操作；按照效果模型上各个预制构件的相应位置到施工现场进行安装施工，能够在装配后的应力集中位置转移后也能保证结构强度的稳定性，保障组装好以后的结构不会产生较大的应力集中影响，能够精确的识别预制构件在装配前后的应力极值的位置的转移，提高装配以后预制构件之间的应力传导的稳定性。高装配以后预制构件之间的应力传导的稳定性。高装配以后预制构件之间的应力传导的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法及系统


[0001]本专利技术属于BIM技术、计算机辅助设计
，具体涉及一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法及系统。

技术介绍

[0002]装配式建筑是由预制构件在工地装配而成的建筑，在装配式建筑中梁柱连接为保证强节点的弱构件，现存在节点尺寸较大，在柱子拼接时采用螺栓连接，螺栓数量多，安装繁琐工作量大，无法保障应力集中区域的结构强度，而通过BIM（即Building Information Modeling，建筑信息模型）的三维可视化技术可以根据建筑信息模型识别并调整应力集中区域位置的结构强度，使得装配式建筑的空间上的结构应力得到保障。
[0003]目前的现有技术，如公开号为CN113297650B的中国专利《一种基于BIM技术的单元式玻璃幕墙施工方法及系统》，通过对三维模型上的各个构件节点的位置进行调优得到优化模型，按照优化模型进行生产单元式幕墙构件；使定制化设计的单元式玻璃幕墙的可靠性更高，能够快速的自动消除应力集中区域，尽管能消除组装以前的模型表面应力，但是其无法保障组装好以后的结构不会产生较大的应力集中影响；公开号为CN114564772B的中国专利提供了一种基于BIM的室内装饰墙安装设计方法及系统，借助于在BIM三维模型中标记出各个室内装饰墙钢架结构部件的安装位置，对各个应力集中区域进行闭运算使各个应力集中区域的轮廓闭合，将各个轮廓闭合后的区域作为融合区域集合；对BIM三维模型上的各个安装位置进行空间定位从而获得调整模型，让相隔较近的两个安全区域能够有一定间隙，能够稳定地提高安装位置移动后的强度，保障位置调整后安装位置的稳定性和造型轮廓定位传递的精确度，但是，装配式建筑是由多个构件拼装组成，在多个构件在拼装之后，由于内部结构之间的重力和互相之间的压力抵消和产生一些应力，会出现应力集中位置转移等现象，所以该方案在实际应用中，在建筑完工后仍然会出现一定的结构强度的稳定性问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，所述方法包括以下步骤：S100，获取装配式建筑的三维模型作为基准模型；S200，扫描获取所有的预制构件的三维模型作为构件模型，并且在基准模型上标注出各个预制构件的安装位置；S300，使用有限元分析软件分别对基准模型和各个构件模型进行应力分析获得基准模型和各个构件模型的应力分布图；S400，通过基准模型和各个构件模型的应力分布图分析各个预制构件的应力差异
角并计算出基准模型上各个预制构件位置的应力趋向距离；S500，根据应力趋向距离对基准模型上标注出各个预制构件的安装位置进行位置微调操作；S600，在BIM软件中对位置微调操作完毕的基准模型进行渲染得到效果模型。
[0006]进一步地，在S100中，装配式建筑包括砌块建筑、骨架板材建筑、盒式建筑和升板升层建筑中任意一种，装配式建筑是由预制构件组成。
[0007]进一步地，在S200中，所述预制构件包括横梁、L形节点结构、T字形节点结构、十字形节点结构、立柱、立柱连接节点和楼层板本体中任意一种或多种的组合。
[0008]进一步地，在S100中，获取装配式建筑的三维模型是通过BIM系统中的Revit软件进行构建，或者通过导入装配式建筑的CAD平立面或者通过导入装配式建筑的CAD平立面或者以装配式建筑的照片进行三维重建获得三维模型，或者通过三维激光扫描仪获得三维模型。
[0009]进一步地，在S200中，获取预制构件的三维模型是通过BIM系统中Revit软件进行构建，或者导入预制构件的CAD平立面或者预制构件的不同角度的照片进行三维重建获得三维模型，或者通过三维激光扫描仪获得三维模型。
[0010]进一步地，在S200中，将预制构件的三维模型缩放大小为预制构件在基准模型上相同位置的大小。
[0011]进一步地，在S300中，有限元分析软件为ABAQUS软件、Fusion360软件或ANSYS软件。
[0012]进一步地，在S300中，通过基准模型和各个构件模型的应力分布图分析各个预制构件的应力差异角并计算出基准模型上各个预制构件位置的应力趋向距离的方法包括以下步骤：将基准模型进行应力分析得到的基准模型的应力分布图记为基准应力模型；将各个构件模型进行应力分析得到的各个预制构件的应力分布图记为构件应力模型；以网格分割算法分别对基准应力模型和各个构件应力模型进行网格分割为网格，以网格的几何中心点作为网格点；以网格点位置的应力值作为网格值；以基准应力模型中预制构件的对应位置中网格值最大的网格点为PartPA,以所述预制构件所对应的构件应力模型中网格值最大的网格点为PartPB；筛选出所有PartPA的网格值大于PartPB的网格值的网格点所对应的网格，和/或，PartPA的位置和PartPB的位置不一致的网格点所对应的网格构成集合Base；则Base中每个网格都对应了一个预制构件；（注：PartPA是整体的基准应力模型中预制构件位置的网格值的最大值，PartPB是预制构件中网格值的最大值，在施工装配完成以后各个预制构件由于连接在一起应力集中的位置会发生变化故PartPA和PartPB的位置和应力值大部分是不一样的，由于整体的基准应力模型中局部最大的应力位置不一样，并且在完整的基准应力模型中的强度大于构件应力模型中的强度，因此可以知道，在施工装配完成以后的整体模型中，局部最大应力发生了偏移使得预制构件之间稳定性变差的概率变大，以此筛选出结构强度可能存在不稳定的预制构件）；以Base(j)为集合Base中的第j个网格，j是集合Base中的网格的序号；依次扫描各个网格Base(j)的应力趋向距离，具体方法为：以基准应力模型上标注出的网格Base(j)的位置所在的预制构件的对应位置为
Loa(j)，获取基准应力模型上的与Loa(j)的位置所在的预制构件相互连接的所有的预制构件的对应位置构成集合LoaCon；以LoaCon(k)表示集合LoaCon中第k个预制构件的对应位置，k是集合LoaCon中的预制构件的对应位置的序号；获取集合LoaCon中所有LoaCon(k)的应力差异角，具体为：以网格Base(j)的网格点为BP1，LoaCon(k)中所有网格中的最大的网格值所对应的网格点为CMaxP1,LoaCon(k)中所有网格中的最小的网格值所对应的网格点为CMinP1,将CMaxP1与BP1连接获得线段LPA，将CMinP1与BP1连接获得线段LPB，则以BP1为顶点的LPA和LPB的夹角为应力差异角；通过应力差异角计算应力趋向距离，具体方法为：令集合LoaCon中所有LoaCon(k)中最大的应力差异角为∠MaxCon，所有LoaCon(k)中最小的应力差异角为∠MinCon；（应力差异角最大说明应力的高低点对于网格Base(j)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，获取装配式建筑的三维模型作为基准模型；S200，扫描获取所有的预制构件的三维模型作为构件模型，并且在基准模型上标注出各个预制构件的安装位置；S300，使用有限元分析软件分别对基准模型和各个构件模型进行应力分析获得基准模型和各个构件模型的应力分布图；S400，通过基准模型和各个构件模型的应力分布图分析各个预制构件的应力差异角并计算出基准模型上各个预制构件位置的应力趋向距离；S500，根据应力趋向距离对基准模型上标注出各个预制构件的安装位置进行位置微调操作；S600，在BIM软件中对位置微调操作完毕的基准模型进行渲染得到效果模型。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，其特征在于，装配式建筑包括砌块建筑、骨架板材建筑、盒式建筑和升板升层建筑中任意一种；预制构件包括横梁、L形节点结构、T字形节点结构、十字形节点结构、立柱、立柱连接节点和楼层板本体中任意一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，其特征在于，获取装配式建筑的三维模型是通过BIM系统中的Revit软件进行构建，或者通过导入装配式建筑的CAD平立面或者以装配式建筑的照片进行三维重建获得三维模型，或者通过三维激光扫描仪获得三维模型；获取预制构件的三维模型是通过BIM系统中Revit软件进行构建，或者导入预制构件的CAD平立面或者预制构件的不同角度的照片进行三维重建获得三维模型，或者通过三维激光扫描仪获得三维模型。4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑的施工方法，其特征在于，在S300中，通过基准模型和各个构件模型的应力分布图分析各个预制构件的应力差异角并计算出基准模型上各个预制构件位置的应力趋向距离的方法包括以下步骤：将基准模型进行应力分析得到的基准模型的应力分布图记为基准应力模型；将各个构件模型进行应力分析得到的各个预制构件的应力分布图记为构件应力模型；以网格分割算法分别对基准应力模型和各个构件应力模型进行网格分割为网格，以网格的几何中心点作为网格点；以网格点位置的应力值作为网格值；以基准应力模型中预制构件的对应位置中网格值最大的网格点为PartPA,以所述预制构件所对应的构件应力模型中网格值最大的网格点为PartPB；筛选出所有PartPA的网格值大于PartPB的网格值的网格点所对应的网格，和/或，PartPA的位置和PartPB的位置不一致的网格点所对应的网格构成集合Base；则Base中每个网格都对应了一个预制构件；以Base(j)为集合Base中的第j个网格，j是集合Base中的网格的序号；依次扫描各个网格Base(j)的应力趋向距离，具体方法为：以基准应力模型上标注出的网格Base(j)的位置所在的预制构件的对应位置为Loa(j)，获取基准应力模型上的与Loa(j)的位置所在的预制构件相互连接的所有的预制构件的对应位置构成集合LoaCon；以LoaCon(k)表示集合LoaCon中第k个预制构件的对应位置，k是集合LoaCon中的预制构件的对应位置的序号；获取集合LoaCon中所有LoaCon(k)的应力差异角，具体为：以网格Base(j)的网格点为
BP1，LoaCon(k)中所有网格中的最大的网格值所对应的网格点为CMaxP1,L...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘雨生，黎国敏，黄海霞，李敬文，叶浩贤，何桂昌，黎良金，蔡沈奇，李建勇，
申请(专利权)人：广东卓智设计工程有限公司，
类型：发明
国别省市：