[发明专利]基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高层钢结构数字化安装技术，特别涉及一种基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法。

背景技术

美国有关部门的研究表明，建筑业的无效工作高达（浪费）57%，而制造业的这个数字是26%，两者相差21%。可见建筑业的生产效率是很低的，而这种想要大幅度的提高生产效率，那么就会涉及到建筑业技术的变革。在目前阶段，实现这种变革的唯一手段就是BIM技术，它被称作是建筑业的第二次革命。

BIM（Building Information Model）是建筑信息模型的简称， 1975 年， Chuck Eastman 提出 BIM 理念的源头“Building Description System”（建筑描述系统）。该系统的概念是 BIM 的概念的起源，提出了三维建筑模型、基于网络协作平台的自动更新视图、工程量自动计算和基于数据库的进度计划编排等 BIM 的关键词，目前BIM主要应用在在结构与管道碰撞检测、工程造价控制及施工模拟。三维测量技术是一种新兴的现代化信息获取手段，原理是通过高速驱动及配准技术，向被测物体以每秒高达万次的高频发射激光束，获取反射信号并成像的一种技术。三维测量在测量中采集各物体表面点云数据，且速度快、精度高，生成的点云数据经处理可转换为BIM模型数据，常用于建筑物测量维护与仿真、位移控制与外观结构三维建模、地形测量等。

在建筑业发展的现阶段以及将来，倡导的是建筑业的产业化，提高建筑业的生产效率。钢结构作为建筑业的一部分，在产业化发展过程中，具有一个代表性的地位。而目前建筑产业化进程中，都主要是通过BIM技术来实现的。以前高层钢结构的生产效率低，精度低，容易发生返工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法，其根据高层钢结构高和空间复杂的特点，利用BIM和三维测量技术，将构件安装过程信息可视化和直观化，并与设计相校核，实现构件的精确安装，以期提高钢结构施工的生产效率。

本发明提供一种基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法，其特征在于，所述基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法包括以下步骤：

步骤一，利用BIM技术，根据设计院出的施工图，第三方单位建出高层钢结构的BIM三维数字模型，并通过相关审查确认；或未来阶段是由设计院直接提供高层钢结构的BIM三维数字模型。之后将这个BIM三维数字模型存入对比系统；

步骤二，现场安装三维测量系统，布设合适控制点和建立控制网，进行钢结构安装，由三维测量测出现场构件安装结果的点云模型，通过无线设备输入对比系统；

步骤三，在对比系统中，对比系统对点云模型进行处理，之后通过对比BIM三维数字模型和现场安装的点云模型，计算最大误差δ；

步骤四，若最大误差δ > δ₀，δ₀为实际钢结构安装的允许误差限，对比系统会根据点云模型相对于BIM三维数字模型的差异，给出现场安装调整办法的指示，重新进行步骤二中的钢结构安装部分和步骤三，直到满足δ ≤ δ₀；

步骤五，现场构件位置误差满足要求之后，进行构件的锚固，从而实现高层钢结构构件的精确安装。

优选地，所述基于BIM和三维测量的高层钢结构数字化安装方法采用以下三个模块：

BIM三维数字模型， BIM三维数字模型的产生主要是依靠第三方单位，未来发展阶段是由设计院直接提供；

三维测量系统，三维测量系统包括三维扫描仪、定位装置、其他辅助测量设备以及附属设备，三维测量系统通过现场测量，提供构件现场吊装的位置并及时产生结构安装结果的点云模型；

对比系统，对比系统存储有高层钢结构的BIM三维数字模型，将构件安装过程信息可视化和直观化的展示出来，通过将BIM三维数字模型与及时获得的点云模型进行对比，实现钢结构的现场精确安装。