(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111859507 A(43)申请公布日 2020.10.30
(21)申请号 202010702891.0(22)申请日 2020.07.21
(71)申请人 淮安市建筑科学研究院有限公司
地址 223002 江苏省淮安市清江浦区枚乘
西路28号
申请人 淮安市建筑工程质量检测中心有限
公司(72)发明人 王大伟 雍洪宝 丁百湛 李保亮
沈建 周晓方 (74)专利代理机构 北京挺立专利事务所(普通
合伙) 11265
代理人 李苏哲(51)Int.Cl.
G06F 30/13(2020.01)G06T 17/00(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图3页
G06F 30/17(2020.01)E04G 21/14(2006.01)E04G 21/00(2006.01)G06F 119/14(2020.01)
CN 111859507 A(54)发明名称
一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案(57)摘要
本发明公开了一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，包括在BIM应用中建立不同结构件的数据库；采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型；选择不同的结构件和环境BIM模型进行初步组合，得到组合模型；确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正；再次组合并进行力学校验，修改相关尺寸和材料；基于BIM设计现场施工工艺。通过对结构件进行标准化设计，并且选择不同的结构件进行初步组合以及使用重叠干涉区域进行尺寸修正，最终再进行力学校验，以确保各个结构件组装不会干涉碰撞，并且在组织完成后能够满足设计时要求的力学强度，可以提高装配效率。
CN 111859507 A
权 利 要 求 书
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1.一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，包括：在BIM应用中建立不同结构件的数据库；采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型；选择不同的结构件和环境BIM模型进行初步组合，得到组合模型；确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正；再次组合并进行力学校验，修改相关尺寸和材料；基于BIM设计现场施工工艺。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述在BIM应用中建立不同结构件的数据库的具体步骤为：在BIM应用中导入现有的三维建筑模型；对三维建筑模型进行切割以得到结构件；对多个结构件分别进行受力测试，测试通过的为合格结构件；测试没通过的为不合格结构件；
修改不合格结构件的尺寸和材料重新测试，直至测试合格，成为合格结构件。3.如权利要求2所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述在BIM应用中建立不同结构件的数据库的具体步骤还包括：对合格结构件进行模数化和标准化优化，形成标准结构。
4.如权利要求1所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述环境和地理信息数据具体是地形、水文、气候、动植物分布状况的信息。5.如权利要求3所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型的具体步骤为：采用测绘无人机对区域内的地表信息进行采集；基于地形和水文信息对建筑区域进行规划；规划建筑区域相关的交通路线，得到环境BIM模型。
6.如权利要求3所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正的具体步骤为：在组合模型中检索模型重叠区域；
确定两个相关结构件的重叠区域尺寸并保存为重叠结构；基于重叠结构去除两个相关结构件的重叠结构部分；对相关结构件分别添加重叠结构并进行受力分析；比较两个结构件的受力分析结果，以标准的受力结构确定各个结构件的尺寸。7.如权利要求5所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述基于BIM设计现场施工工艺的具体步骤为：基于环境BIM模型，规划施工堆放区域；设计施工路线；
设计预制墙体吊装工艺；设计叠合板、楼梯和阳台的吊装工艺；设计房顶的吊装工艺。
8.如权利要求7所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，
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权 利 要 求 书
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所述设计预制墙体吊装工艺的具体步骤为：用塔吊缓缓将外墙板吊起并输送到作业位置；塔吊在作业位置上方经引导后使外墙板下落；将外墙板对准地面预埋钢筋并将钢筋插入外墙板；通过螺栓将外墙板和斜支撑杆连接以使外墙板竖直。
9.如权利要求8所述的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，其特征在于，所述用塔吊缓缓将外墙板吊起并输送到作业位置前，所述施工方案还包括：需要检查吊挂和外墙板的连接是否牢固，如果不牢固则需重新连接。
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说 明 书
一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案
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技术领域
[0001]本发明涉及建筑设计技术领域，尤其涉及一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案。
背景技术
[0002]BIM是建筑信息模型技术，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，是用来形容以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。[0003]装配式建筑是由预制部品部件在工地装配而成的建筑，按预制构件的形式和施工方法分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等五种类型，随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造，只要把预制好的房屋构件，运到工地装配起来就成了。
[0004]传统的二维设计容易出现问题，不能解决预制构件之间可能存在的碰撞问题。发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，旨在解决传统二维设计无法解决构件之间的碰撞问题导致装配效率降低的问题。[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，包括：在BIM应用中建立不同结构件的数据库；采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型；选择不同的结构件和环境BIM模型进行初步组合，得到组合模型；确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正；再次组合并进行力学校验，修改相关尺寸和材料；基于BIM设计现场施工工艺。[0007]其中，所述在BIM应用中建立不同结构件的数据库的具体步骤为：在BIM应用中导入现有的三维建筑模型；对三维建筑模型进行切割以得到结构件对多个结构件分别进行受力测试，测试通过的为合格结构件；测试没通过的为不合格结构件；修改不合格结构件的尺寸和材料重新测试，直至测试合格，成为合格结构件。[0008]其中，所述在BIM应用中建立不同结构件的数据库的具体步骤还包括：对合格结构件进行模数化和标准化优化，形成标准结构。[0009]其中，所述环境和地理信息数据具体是地形、水文、气候、动植物分布状况的信息。[0010]其中，所述采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型的具体步骤为：采用测绘无人机对区域内的地表信息进行采集；基于地形和水文信息对建筑区域进行规划；规划建筑区域相关的交通路线，得到环境BIM模型。[0011]其中，所述确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正的具体步骤为：在组合模型中检索模型重叠区域；确定两个相关结构件的重叠区域尺寸并保存为重叠结构；基于重叠结构去除两个相关结构件的重叠结构部分；对相关结构件分别添加重叠结构并进行受力分析；比较两个结构件的受力分析结果，以标准的受力结构确定各个结构件的尺寸。[0012]其中，所述基于BIM设计现场施工工艺的具体步骤为：基于环境BIM模型，规划施工
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堆放区域；设计施工路线；设计预制墙体吊装工艺；设计叠合板、楼梯和阳台的吊装工艺；设计房顶的吊装工艺。[0013]其中，所述设计预制墙体吊装工艺的具体步骤为：用塔吊缓缓将外墙板吊起并输送到作业位置；塔吊在作业位置上方经引导后使外墙板下落；将外墙板对准地面预埋钢筋并将钢筋插入外墙板；通过螺栓将外墙板和斜支撑杆连接以使外墙板竖直。[0014]其中，所述用塔吊缓缓将外墙板吊起并输送到作业位置前，所述施工方案还包括需要检查吊挂和外墙板的连接是否牢固，如果不牢固则需重新连接。[0015]本发明的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，包括在BIM应用中建立不同结构件的数据库；采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型；选择不同的结构件和环境BIM模型进行初步组合，得到组合模型；确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正；再次组合并进行力学校验，修改相关尺寸和材料；基于BIM设计现场施工工艺。本发明通过对结构件进行标准化设计，并且选择不同的结构件进行初步组合以及使用重叠干涉区域进行尺寸修正，最终再进行力学校验，以确保各个结构件组装不会干涉，并且在组织完成后能够满足设计时要求的力学强度，可以提高装配效率，从而解决解决传统二维设计无法解决构件之间的碰撞问题导致装配效率降低的问题。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本发明的一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案的结构图；[0018]图2是本发明的在BIM应用中建立不同结构件的数据库的流程图；[0019]图3是本发明的采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型的流程图；
[0020]图4是本发明的确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正的流程图。具体实施方式
[0021]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0022]请参阅图1，本发明提供一种基于BIM技术的装配式建筑施工方案，包括：[0023]S101在BIM应用中建立不同结构件的数据库；[0024]请参阅图2，其具体步骤包括：
[0025]S201在BIM应用中导入现有的三维建筑模型；
[0026]将施工单位或者设计院提供的结构图纸等结构设计数据导入BIM软件中，并自动创建出三维建筑模型，部件创建失败的需要人工根据设计参数进行三维模型创建。[0027]S202对三维建筑模型进行切割以得到结构件；
[0028]在三维建筑模型的结构实体位置进行结构件拆分，软件自动截取该区域构件与钢
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筋，并分别导出成为不同的结构件零件，然后软件生成各个结构件的套筒连接方式、预制结构预留位，粗糙面。另外还可以通过手动修改与水电套管添加等修改菜单对结构件进行类似斜撑安装、铝模安装孔位添加功能。
[0029]S203对多个结构件分别进行受力测试，测试通过的为合格结构件；测试没通过的为不合格结构件；[0030]利用软件内置的受力分析模块对结构件进行受力分析，并设定工程力学参数，当测试结构满足工程力学的参数时，就表明结构件合格，没有满足时说明力学结构不符合要求，需要进一步进行局部的修改。
[0031]S204修改不合格结构件的尺寸和材料重新测试，直至测试合格，成为合格结构件。[0032]首先修改结构件的尺寸，如果还是不能满足受力要求就修改材料组成，使得结构件可以满足安全上的要求。
[0033]S205对合格结构件进行模数化和标准化优化，形成标准结构。[0034]建筑模数单位是建筑结构件选定的标准尺寸单位，并作为尺寸协调中的增值单位。在建筑模数协调中选用的基本尺寸单位，其数值为100mm，符号为M，即1M＝100mm，世界上大部分国家均以此为基本模数。基本模数的整数值称为扩大模数。整数除基本模数的数值称为分模数。模数化可以使得在以后设计类似的项目时，可以直接调用而无需再重复设计结构件，从而可以大大地提升设计效率。
[0035]S102采集环境和地理信息数据并使用BIM制图，获取环境BIM模型；[0036]所述环境和地理信息数据具体是地形、水文、气候、动植物分布状况等方面的信息，这些信息可以对建筑区域的规划提供足够的信息，并且根据不同的建筑地形也需要采用不同的结构件以满足各种建设要求。请参阅图3，其具体步骤包括：[0037]S301采用测绘无人机对区域内的地表信息进行采集；[0038]测绘无人机可以自主航线飞行并进行高精度的地图自动采集，从而可以获取地形、水文、气候、动植物分布状况等方面的信息。
[0039]S302基于地形和水文信息对建筑区域进行规划；[0040]地面的形态多样，有些地方适合建筑，有些地方适合进行动植物保护和公园建设，另外还要考虑地形中水文的影响，结合这些因素对建筑的区域进行规划，并最终到建筑区域进行地质方面的详细检测，得到建筑区域的详细地质信息。[0041]S303规划建筑区域相关的交通路线，得到环境BIM模型。[0042]交通路线不仅用于日后的用户出行，目前更用于建筑的施工建设，因此在建筑区域确定之后，规划交通路线就可以确保各种物资可以被运输到相应的建筑区域进行建设，从而为建筑施工打下基础。
[0043]S103选择不同的结构件和环境BIM模型进行初步组合，得到组合模型；
[0044]在不同的建筑区域内可能需要不同的建筑设计风格和不同类别的结构件，因此根据设计要求，在不同的的区域内选择不同的结构件进行组装，可以用来检测设计效果，并进行适当的调整。
[0045]S104确定重叠干涉区域并对相应结构件尺寸进行修正；[0046]请参阅图4，其具体步骤包括：
[0047]S401在组合模型中检索模型重叠区域；
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使用BIM相关的软件检索模型的干涉情况，并进行标注，如此可以明显直观地看出
整个建筑模型中各个区域的干涉情况。
[0049]S402确定两个相关结构件的重叠区域尺寸并保存为重叠结构；[0050]确定不同截面中两个结构件的相交线，并采用过渡曲面的方式将所有的相交线连接以生成重叠结构，然后对重叠结构的精度进行调整，使其符合力学计算的需要。[0051]S403基于重叠结构去除两个相关结构件的重叠结构部分；[0052]先将两个相关结构件分别去除掉重叠结构的部分，然后分别将重叠结构添加到两个相关结构件进行两次受力分析。
[0053]S404对相关结构件分别添加重叠结构并进行受力分析[0054]S405比较两个结构件的受力分析结果，以标准的受力结构确定各个结构件的尺寸。
[0055]S105再次组合并进行力学校验，修改相关尺寸和材料；
[0056]依次从上往下对建筑模型中的所有重叠结构进行总的力学计算，然后对不符合要求的尺寸进行改进或者更改材料以使所有结构件都满足力学要求。[0057]S106基于BIM设计现场施工工艺。
[0058]所述基于BIM设计现场施工工艺的具体步骤为：基于环境BIM模型，规划施工区域，对不同的建筑模型会使用到不同的结构和材料，因此需要对施工区域进行规划，从而确定不同的材料的放置区域，堆放时应按吊装顺序、规格、品种、所用幢号房等分区配套堆放，不同构件堆放之间宜设宽度为0.8～1.2m的通道，并有良好的排水措施；设计施工路线，在施工过程中需要频繁地进出运输各种材料和废物，因此需要设计材料的运输路线和肥料的输出路线，达到运输线路最大化使用，现场运输道路应平整坚实，以防止车辆摇晃时引致构件碰撞、扭曲和变形；设计墙体吊装顺序，预制墙板吊装顺序的确定，需遵循便于施工，利于安装的原则，可采用从一侧到另一侧的吊装顺序，所述预制墙体吊装工艺顺序的具体步骤为：检查吊挂和外墙板的连接是否牢固，如果不牢固则需重新连接；用塔吊缓缓将外墙板吊起并输送到作业位置；塔吊在作业位置上方经施工人员引导放置外墙板下落；将外墙板对准地面预埋钢筋并将钢筋插入外墙板；通过螺栓将外墙板和斜支撑杆连接以使外墙板竖直。所述设计叠合板、楼梯和阳台的吊装工艺的具体步骤是：检查各个零部件是否符合要求；将各个零部件和吊具进行安装；起吊零部件并微调各个零部件的角度；将各个零部件吊装至安装位置；下降零部件并进行临时支撑；进行连接部位的灌浆；拆除临时支撑。按照相同的原则可以设计房顶的吊装工艺，以完成最终的组装。
[0059]以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
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