【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑施工，具体涉及一种基于bim的大跨度空间曲面钢结构及施工方法。
技术介绍
1、随着经济和科技水平的提升，我国公共建筑对建筑物内部空间、外部造型均提出了更高的要求，近年来国内大跨度空间结构应用十分广泛，已经不仅用于工厂车间、试验厅、汽车研究中心等试验场所，在商场超市、体育场馆、展览馆、机场航站楼等公共建筑以及工厂车间、储煤料棚、仓库等工业建筑上也得到了普遍应用。
2、大跨度空间结构，通常采用空间网架结构、空间网壳结构、空间网格结构等。在吊灯的周边呈四叶草型对称布置四个非规则椭圆空心柱体造型，椭圆空心柱体造型延伸至屋面透光天窗，形成与室外联通的效果，展现了现代建筑的曲线美与力学美，整体造型极其复杂、节点较多、构件较重、安全管控风险因素较多，单个椭圆空心柱体造型由上下两个椭圆组成，并在垂直方向呈现相互错位关系，建模和施工难度均较大。因此，针对大跨度空间曲面钢结构，需要研发出一种能够通过三维空间复杂造型创建和精细化加工、安装的施工方法。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种基于bim的大跨度空间曲面钢结构及施工方法，该方法解决了大跨度空间曲面钢结构模型创建和精细化加工、安装的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种基于bim的大跨度空间曲面钢结构，包括主体钢结构和装饰表皮模型，主体钢结构为大跨度曲面钢结构，包括钢结构柱、主钢梁、次钢梁、转换层钢架和四个椭圆空心柱体，转换层钢架从四周向中心点交汇并在中心点安
4、所述椭圆空心柱体顶部端口和底部端口均为椭圆且底部端口大于顶部端口，顶部端口椭圆的中心和底部端口椭圆的中心错位布置，顶部端口与底部端口间通过多根凹型鳍状板连接而成先收紧后扩张的钢笼，凹型鳍状板间通过连板相连接；
5、所述装饰表皮模型贴合包裹在所述椭圆空心柱体外。
6、一种基于bim的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，包括以下步骤：
7、步骤一，三维激光扫描：形成点云模型，以及获取主体钢结构现场实际安装bim模型；
8、步骤二，主体钢结构、装饰表皮模型空间位置分析：查找主体钢结构安装偏差较大部位并进行bim模型调整；将装饰表皮模型代入到bim模型中进行模型整合；
9、步骤三，精装模型创建：确定椭圆空心柱体与天窗和吊灯间的空间定位关系，开展精装模型创建工作；
10、步骤四，精装模型深化：对装饰表皮模型和椭圆空心柱体外轮廓进行深化设计并创建椭圆空心柱体体量模型；创建转换层钢架龙骨；
11、步骤五，椭圆空心柱体拆分：将椭圆空心柱体拆分成多个单元模块龙骨；
12、步骤六，单元模块龙骨精细化加工：精准加工组成单元模块龙骨的构件，每一个构件加工时均设有唯一编码，作为模块组装的唯一标识；
13、步骤七，定位安装图绘制：基于bim模型生成模块定位图，在每个单元模块龙骨四角添加空间定位标注点；
14、步骤八，现场实施装配化安装：在施工现场设置双轴线与多标高尺寸进行单元模块龙骨安装，安装过程中反向利用双轴线与多标高尺寸验证每个单元模块龙骨安装精准度。
15、优选的，组成所述单元模块龙骨的构件精细化加工步骤如下:
16、s1，激光切割不锈钢板；
17、s2，生成加工代号板；
18、s3，加工代号板折弯成凹型鳍状板；
19、s4，凹型鳍状板按号码放；
20、s5，切割并折弯出连板；
21、s6，组装焊接凹型鳍状板并通过连板连接；
22、s7，喷漆。
23、优选的，在所述步骤四中，饰表皮模型深化设计包括对装饰表皮进行曲面分析，以曲面造型完成面为基准面，创建饰面做法层厚度；所述饰面包括基层装饰板和微晶砂饰面。
24、优选的，所述椭圆空心柱体拆分具体为：先在呈先收紧后扩张的钢笼的收紧和扩张交接处拆分成上、下两部分；再分别对两部分进行详细拆分；上部拆分成12块，下部拆分成16块，其中，下部靠近所述吊灯部位有两块模块尺寸过大，进行了二次拆分，经模型拆分四个椭圆空心柱体造型共拆分为112块单元模块龙骨，根据每块单元模块龙骨在椭圆空心柱体模型中的位置建立编号。
25、优选的，在所述步骤七中，空间定位标注点是施工现场单元模块龙骨安装的唯一基准点。
26、优选的，在所述步骤八中，单元模块龙骨安装采用角钢与转换层钢架龙骨、主体钢结构连接形成稳定龙骨体系，单元模块龙骨间采用焊接方式连接。
27、优选的，所述单元模块龙骨安装的具体步骤为：先在bim模型中创建与实际现场一致的轴网，再在bim模型中测量单元模块龙骨四角端点距离相邻两根轴线尺寸进行水平方向定位，再测量单元模块龙骨四角端点至地面完成面标高尺寸确定垂直方向定位；上、下、左、右相邻单元模块龙骨端点重合时，使用同一水平及垂直定位尺寸，以保证各单元模块龙骨空间定位的准确。
28、本专利技术中，大跨度空间曲面钢结构造型复杂，采用传统cad无法绘制出如此复杂的空间曲面造型，本方法借助三维空间模型技术并基于bim技术，开展大跨度空间曲面钢结构的建模设计、深化设计、精细化加工和安装施工。
29、由于本申请中大跨度空间曲面钢结构曲面面积大切造型复杂，采用双轴、多标高定位方法进行单元模块龙骨施工安装。
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1.一种基于BIM的大跨度空间曲面钢结构，其特征在于：包括主体钢结构和装饰表皮模型，主体钢结构为大跨度曲面钢结构，包括钢结构柱、主钢梁、次钢梁、转换层钢架（1）和四个椭圆空心柱体（2），转换层钢架（1）从四周向中心点交汇并在中心点安装吊灯（3），四个椭圆空心柱体（2）以吊灯（3）为中心两两相对呈四叶草状布局，椭圆空心柱体（2）通过转换层钢架（1）安装在主钢梁上，椭圆空心柱体（2）顶部延伸至屋面上的天窗处与室外相连通；
2.根据权利要求1所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于，组成所述单元模块龙骨的构件精细化加工步骤如下：
4.根据权利要求2所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于：在所述步骤四中，饰表皮模型深化设计包括对装饰表皮进行曲面分析，以曲面造型完成面为基准面，创建饰面做法层厚度；所述饰面包括基层装饰板和微晶砂饰面。
5.根据权利要求2所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征
6.根据权利要求2所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构施工方法，其特征在于：在所述步骤七中，空间定位标注点是施工现场单元模块龙骨安装的唯一基准点。
7.根据权利要求2所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于：在所述步骤八中，单元模块龙骨安装采用角钢与转换层钢架（1）龙骨、主体钢结构连接形成稳定龙骨体系，单元模块龙骨间采用焊接方式连接。
8.根据权利要求7所述的基于BIM的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于，所述单元模块龙骨安装的具体步骤为：先在BIM模型中创建与实际现场一致的轴网，再在BIM模型中测量单元模块龙骨四角端点距离相邻两根轴线尺寸进行水平方向定位，再测量单元模块龙骨四角端点至地面完成面标高尺寸确定垂直方向定位；上、下、左、右相邻单元模块龙骨端点重合时，使用同一水平及垂直定位尺寸，以保证各单元模块龙骨空间定位的准确。
...【技术特征摘要】
1.一种基于bim的大跨度空间曲面钢结构，其特征在于：包括主体钢结构和装饰表皮模型，主体钢结构为大跨度曲面钢结构，包括钢结构柱、主钢梁、次钢梁、转换层钢架（1）和四个椭圆空心柱体（2），转换层钢架（1）从四周向中心点交汇并在中心点安装吊灯（3），四个椭圆空心柱体（2）以吊灯（3）为中心两两相对呈四叶草状布局，椭圆空心柱体（2）通过转换层钢架（1）安装在主钢梁上，椭圆空心柱体（2）顶部延伸至屋面上的天窗处与室外相连通；
2.根据权利要求1所述的基于bim的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于bim的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于，组成所述单元模块龙骨的构件精细化加工步骤如下：
4.根据权利要求2所述的基于bim的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于：在所述步骤四中，饰表皮模型深化设计包括对装饰表皮进行曲面分析，以曲面造型完成面为基准面，创建饰面做法层厚度；所述饰面包括基层装饰板和微晶砂饰面。
5.根据权利要求2所述的基于bim的大跨度空间曲面钢结构的施工方法，其特征在于：所述椭圆空心柱体（2）拆分具体为：先在呈先收紧后扩张的钢笼的收紧和扩张交接处拆分...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，杨帆，陈达非，崔畅，康聪，孙连喜，党波，时涵，滕毅，刘颖，彭晓静，范成林，姜文彩，卢沫辰，杨化军，陈婷，谢明泉，
申请(专利权)人：北京市建筑工程装饰集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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