[发明专利]一种基于BIM技术的单元式玻璃幕墙施工方法及系统

权利要求书

1.一种基于BIM技术的单元式玻璃幕墙施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，将单元式幕墙的二维图纸导入到BIM软件Revit中建立单元式幕墙各个构件的三维模型，在单元式幕墙各个构件的三维模型上标记出各个构件相互之间连接位置或者各个构件准备和建筑物上的楼层预埋件连接位置作为连接的构件节点；

S200，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；

S300，对生产出来的单元式幕墙构件进行三维扫描得到单元式幕墙各个构件的实体三维模型；

S400，将实体三维模型与优化模型进行对比判断生产出来的单元式幕墙构件是否为合格品；

S500，若生产出来的单元式幕墙构件是合格品时，配送单元式幕墙构件到施工现场进行安装；

其中，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的方法为：

S201，令M为单元式幕墙的构件数量，单元式幕墙的构件的三维模型集合为A={a_i}，a_i表示第i个构件的三维模型，i取值[1,M],将i的初始值设置为1；

S202，通过loop细分算法对a_i和a_i+1进行[3,8]次细分，将构件的三维模型a_i细分为M1个子区域，以D1={d1_i1}表示构件三维模型a_i的子区域的集合, d1_i1表示第i1个子区域，i1取值[1,M1]；将构件的三维模型a_i+1细分为M2个子区域，以D2={d2_i2}表示构件三维模型a_i+1的子区域的集合, d2_i2表示第i2个子区域，i2取值[1, M2]；将i1和i2的初始值都设置为1；

S203，搜索d1_i1和d2_i2中是否存在有共同的连接点标记的位置，如果不存在则转到步骤S209，如果存在则分别将d1_i1对应的应力分布图和d2_i2对应的应力分布图灰度化后得到第一灰度图和第二灰度图，当第一灰度图和第二灰度图中的任意一个的平均灰度值大于应力阈值时，记大于第一灰度图和第二灰度图中平均灰度值最大的灰度图为风险灰度图，若此时第一灰度图和第二灰度图中平均灰度值相等则在第一灰度图和第二灰度图中随机取一个灰度图作为风险灰度图，令风险灰度图对应的子区域d1_i1或者d2_i2为危险区域，其中，应力阈值设置为64；

S204，判断与危险区域有共同的边缘线各个子区域的平均灰度值是否全部超过应力阈值，如果全部超过应力阈值则将所有与危险区域有共同的边缘线各个子区域也记为危险区域，继续迭代的判断与危险区域有共同的边缘线各个没有被标记为危险区域的子区域的平均灰度值是否均超过应力阈值，将超过应力阈值的子区域都记为危险区域，直到与危险区域有共同的边缘线各个子区域中存在有子区域的平均灰度值低于应力阈值停止迭代，此时将所有被标记为危险区域的子区域合并得到待优化区域

S205，取待优化区域的边缘线上距离最远的两个点P1和P2，点P1和P2之间线段为L1，取L1的中点P3，在待优化区域的边缘线上取与P3的距离最近的点P4，以P4为端点向P3作射线L2，L2与待优化区域的边缘线的任意一个交点为P5；作由P1、P2、P4和P5四个点构成的空间区域的外接球，令外接球的球心为G1，外接球的半径为R；d1_i1的几何中心为G2，d2_i2的几何中心为G3；

S206，在子区域的集合D1或者D2中搜索包含在外接球内的所有子区域构成集合D3，

如果集合D3是在集合D1中找到的子区域构成，即球心G1在构件三维模型a_i上，则从D2中搜索以G11的位置为球心并且半径为R的球形范围内的所有子区域构成集合D4并将集合D1记为主集合，集合D2记为从集合，将此时的G11记为G1’点；其中，G11的计算方法为：G11为G3的坐标值加G2的坐标值减G1的坐标值的位置，即G11为外接球的球心G1在构件的三维模型a_i+1上的投影位置；

如果集合D3是在集合D2中找到的子区域构成，即球心G1在构件三维模型a_i+1上，则从D1中搜索以G12的位置为球心并且半径为R的球形范围内的所有子区域构成集合D4并将集合D2记为主集合，集合D1记为从集合，将此时的G12记为G1’点；其中，G12的计算方法为：G12为G2的坐标值加上G3的坐标值并减去G1的坐标值的位置，即G12为外接球的球心G1在构件的三维模型a_i上的投影位置；球形范围内的所有子区域包括部分区域在球形范围内的子区域；

S207，搜索以G1点为球心，[2R,2.5R] 为半径的球形边界与主集合中子区域有交集的各个子区域，依次计算以所述各个子区域的几何中心点为球心R为半径的球形范围内的所有子区域的平均灰度值作为各个子区域的球形区域灰度值，记各个子区域中球形区域灰度值最小的子区域的几何中心点为GT；搜索以G1’点为球心，[2R,2.5R]为半径的球形边界与从集合中子区域有交集的各个子区域，依次计算以所述各个子区域的几何中心点为球心R为半径的球形范围内的所有子区域的平均灰度值作为各个子区域的球形区域灰度值，记各个子区域中球形区域灰度值最小的子区域的几何中心点为GT’；

S208，将以G1点为球心并且半径为R的球形区域内的集合D3中的所有子区域的位置作为源区域位置和以GT点为球心并且半径为R的球形区域内的主集合中所有子区域的位置作为目标区域位置以G1点和GT点为源区域位置和目标区域位置的中心将源区域位置和目标区域位置进行位置平移互换，或者，将G1点为球心并且半径为R的球形区域内的三维模型a_i的区域A1和以GT点为球心并且半径为R的球形区域内的三维模型a_i的区域A2在三维模型a_i上的位置调换；将调换位置后的A1和A2区域中的位置A2区域或者目标区域位置作为正调优区域记录到数据库中；

将以G1’点为球心并且半径为R的球形区域内的集合D4中的所有子区域的位置作为源区域位置和以GT’点为球心并且半径为R的球形区域内的从集合中所有子区域的位置作为目标区域位置以G1’点和GT’点为源区域位置和目标区域位置的中心将源区域位置和目标区域位置进行位置平移互换，或者，将G1’点为球心并且半径为R的球形区域内的三维模型a_i+1的区域A3和以GT’点为球心并且半径为R的球形区域内的三维模型a_i+1的区域A4在三维模型a_i+1上的位置调换；将调换位置后的A3和A4区域中的位置A4区域或者目标区域位置作为反调优区域记录到数据库中；

将此时的正调优区域和反调优区域作为a_i和a_i+1的构件节点；

S209，如果i2≤M2，则令i2的值增加1并转到步骤S203；如果i2＞M2，将i2的值设置为1并转到步骤S210；

S210，如果i1≤M1，则令i1的值增加1并转到步骤S203；如果i1＞M1，将i1的值设置为1并转到步骤S211；

S211，如果i≤M，则令i的值增加1并转到步骤S202；如果i＞M，优化流程结束得到优化模型。