一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法技术

本发明专利技术提供了一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型加载于BIM建模软件，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据，根据各个网格的多组压力数据计算网格的耐压转移值，利用耐压转移值确定幕墙网格化模型中的异常位置。所述方法能够提高幕墙的整体坚固性，避免无效优化，节省建筑材料的同时还能形成高封闭性，提高幕墙的抗风抗震能力，保证幕墙在日常使用过程或面对极端恶劣天气的情况下都能够有效保护建筑物，充分提高幕墙的抗形变能力。充分提高幕墙的抗形变能力。充分提高幕墙的抗形变能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法


[0001]本专利技术涉及领域，特别涉及一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法。

技术介绍

[0002]幕墙是建筑的外墙围护，在现代的大型建筑或高层建筑中常常用来充当建筑物的外层轻质墙体，在起美观装饰性作用的同时还有着抗风压变形、隔热隔声等诸多优良性能。
[0003]随着高科技生态技术的发展，现代建筑设计愈发注重建筑物外观的艺术效果，建造师在幕墙的设计过程中往往会综合空间、形态、材料、色彩等多种因素进而完成幕墙的最终成品，然而幕墙本身具有在风载荷或地震载荷的作用下极易被破坏的特性，因此在追求更精致外观的同时，幕墙整体坚固性的设计更需要精斟细酌。
[0004]目前，通过BIM辅助设计幕墙是国内主流的建筑设计形式，BIM作为建筑学、工程学及土木工程的新工具，常被用于以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计，使用BIM技术能够加速新型建筑工业化全寿命期的一体化集成；而由于幕墙的脆性材料的变形能力较小，极易遭受外力破坏，同时为了追求幕墙的一体化效果、形成高封闭性，因此，需要在设计过程中，根据幕墙各位置载重能力的不同，对其进行针对性优化设计，确保幕墙能够最大程度地抗风抗震，保证其在日后使用过程中的牢固性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，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。
[0006]本专利技术提供了一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型加载于BIM建模软件，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据，根据各个网格的多组压力数据计算网格的耐压转移值，利用耐压转移值确定幕墙网格化模型中的异常位置。所述方法能够提高幕墙的整体坚固性，避免无效优化，节省建筑材料的同时还能形成高封闭性，提高幕墙的抗风抗震能力，保证幕墙在日常使用过程或面对极端恶劣天气的情况下都能够有效保护建筑物，充分提高幕墙的抗形变能力。
[0007]为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，所述方法包括以下步骤：S100，获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型加载于BIM建模软件；S200，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型；S300，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型；S400，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据；S500，根据各个网格的多组压力数据计算网格的耐压转移值，利用耐压转移值确定幕墙网格化模型中的异常位置。
[0008]进一步地，步骤S100中，获取建筑物的三维模型的方法具体为：通过三维激光扫描仪对建筑物进行扫描，得到建筑物的建筑结构的点云数据，将建筑物的建筑结构的点云数据输入到建筑建模软件中，按照建模规范对建筑物进行建模，得到建筑物的三维模型，所述建筑建模软件为SkecthUp，Rhino，Maya，3DsMax，Revit中的一种；或者，将建筑物的二维图纸导入至BIM软件Revit中，按照建模规范建立建筑物的三维模型；其中，建筑物的三维模型中至少包含建筑物的建筑材料的材质、规格、尺寸信息。
[0009]进一步地，步骤S100中所述BIM建模软件为Revit、OBD、Navisworks、Navigator、MicroStion、Infraworks、civil3D中的其中一种。
[0010]进一步地，步骤S200中，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型的方法具体为：在BIM建模软件中的面幕墙系统中，通过拾取建筑物的三维模型中的体量面，选择所有体量面生成幕墙的三维模型。
[0011]进一步地，步骤S300中，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型的方法具体为：通过BIM建模软件中的建筑菜单中的幕墙网格命令对幕墙的三维模型进行网格划分，得到幕墙网格化模型；或者，通过Catmull
‑
Clark网格细分算法、Unity动态网格简化算法、abaqus软件中的网格划分方法对幕墙的三维模型进行网格划分，得到幕墙网格化模型。
[0012]进一步地，步骤S400中，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据的方法具体为：将幕墙网格化模型导入至有限元分析软件ANSYS中（由于步骤S200中已经通过选择体量面生成幕墙三维模型，所以该步骤中不需要再对模型进行处理、简化、平滑操作），在有限元分析软件ANSYS中为幕墙网格化模型添加单元信息、材料信息、载荷信息、边界条件，将有限元分析软件ANSYS中的分析计算模块中的结构静力分析（结构静力分析模块可用于求解外载荷引起的位移、应力和应变）应用于幕墙网格化模型，通过有限元分析软件ANSYS中的后处理模块POST1和时间历程后处理模块POST26输出幕墙网格化模型中每个网格在每个时间间隔T（即后处理模块中的子步进T）内的平均应力大小，所述平均应力大小即时间间隔内所有以每秒为单位的瞬时应力的平均值，其中，载荷信息设置为30
‑
50米/秒的风速载荷，时间间隔T设置为[5,10]秒；记N为幕墙网格化模型中所有网格的数量，记Pre(M
i
,T
i
)为第M
i
个网格在T
i
内的平均应力大小（M
i
与N个网格一一对应），其中，T
i
=[(i
‑
1)*T, i*T]， i=1,2,
…
,N；以Pre(M
i
,T
i
)作为各个网格的多组压力数组输出。
[0013]本步骤的有益效果为：通过将幕墙转化为三维模型，利用有限元分析计算，通过模拟幕墙在真实环境下的受力数据，找出幕墙设计过程的缺陷。
[0014]进一步地，步骤S500中，根据各个网格的多组压力数据计算网格的耐压转移值，利用耐压转移值确定幕墙网格化模型中的异常位置的方法具体为：依次记第M
i
个网格在时间段T1至T
N
内所有平均应力大小的总和为应力和SPre
i
，即，i=1,2,
…
,N；在所有网格中，记应力和最大的网格为源网格M
p
，p∈[1,N]，将源网格M
p
在各个时间段内的平均应力大小记为TPre
i
，即TPre
i
=Pre(M
p
,T
i
)，Pre(M
p
,T
i
)为第M
p
个网格在时间段T
i
内的平均应力大小，i=1,2,
…
,N；以数组List[TPre]储存TPre1,TPre2,
…
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型加载于BIM建模软件；S200，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型；S300，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型；S400，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据；S500，根据各个网格的多组压力数据计算网格的耐压转移值，利用耐压转移值确定幕墙网格化模型中的异常位置。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，步骤S100中，获取建筑物的三维模型的方法具体为：通过三维激光扫描仪对建筑物进行扫描，得到建筑物的建筑结构的点云数据，将建筑物的建筑结构的点云数据输入到建筑建模软件中，按照建模规范对建筑物进行建模，得到建筑物的三维模型，所述建筑建模软件为SkecthUp，Rhino，Maya，3DsMax，Revit中的一种；或者，将建筑物的二维图纸导入至BIM软件Revit中，按照建模规范建立建筑物的三维模型；其中，建筑物的三维模型中至少包含建筑物的建筑材料的材质、规格、尺寸信息。3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，步骤S100中所述BIM建模软件为Revit、OBD、Navisworks、Navigator、MicroStion、Infraworks、civil3D中的其中一种。4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，步骤S200中，在BIM建模软件中，根据建筑物的三维模型构建幕墙的三维模型的方法具体为：在BIM建模软件中的面幕墙系统中，拾取建筑物的三维模型中的体量面，选择所有体量面生成幕墙的三维模型。5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，步骤S300中，对幕墙的三维模型进行网格划分得到幕墙网格化模型的方法具体为：通过BIM建模软件中的建筑菜单中的幕墙网格命令对幕墙的三维模型进行网格划分，得到幕墙网格化模型；或者，通过Catmull
‑
Clark网格细分算法、Unity动态网格简化算法、abaqus软件中的网格划分方法对幕墙的三维模型进行网格划分，得到幕墙网格化模型。6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的幕墙高封闭性安装方法，其特征在于，步骤S400中，将幕墙网格化模型进行有限元分析，得到各个网格的多组压力数据的方法具体为：将幕墙网格化模型导入至有限元分析软件ANSYS中，在有限元分析软件ANSYS中为幕墙网格化模型添加单元信息、材料信息、载荷信息、边界条件，将有限元分析软件ANSYS中的分析计算模块中的结构静力分析应用于幕墙网格化模型，通过有限元分析软件ANSYS中的后处理模块POST1和时间历程后处理模块POST26输出幕墙网格化模型中每个网格在每个时间间隔T内的平均应力大小，所述平均应力大小即时间间隔内所有以每秒为单位的瞬时应力的平均值，其中，载荷信息设置为30
‑
50米/秒的风速载荷，时间间隔T设置为[5,10]秒；记N为幕墙网格化模型中所有网格的数量，记Pre(M
i
,T
i
)为第M
i
个网格在T
i
内的平均应力大小，其中，T
i
=[(i
‑
1)*T, i*T]， i=1,2,
…
,N；以Pre(M
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海霞，黎良金，丘雨生，黎国敏，李敬文，关建辉，范启能，何桂昌，
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：