[发明专利]基于BIM技术的薄壳结构模架体系施工方法及管理系统

说明书

本发明公开了基于BIM技术的薄壳结构模架体系施工方法及管理系统，方法包括建立穹顶BIM三维模型，采用3D打印技术打印穹顶BIM三维模型的实体样板模型，基于实体样板模型确定模架体系的作用点分布位置，基于穹顶BIM三维模型和模架体系的作用点分布位置搭建穹顶龙骨架体，基于穹顶BIM三维模型对穹顶模板进行深化处理，将深化后的穹顶模板铺设在穹顶龙骨架体上，对搭建好的穹顶模架体系进行分段浇筑，形成穹顶混凝土构件，基于BIM技术对穹顶BIM三维模型进行工程量统计，包括穹顶BIM三维模型的模板、穹顶龙骨架体及混凝土的工程量统计。本发明有效保证了施工质量，缩短了施工工期，节省了人工及减少了周转材料的浪费，且较好的成型质量，有效降低了工程成本。

技术领域

本发明属于混凝土薄壳结构施工技术领域，特别涉及一种基于BIM技术的薄壳结构模架体系施工方法及管理系统。

背景技术

近年来，随着人们日益增长的物质文化需求，多样式建筑风格异军突起，许多过往因施工难度较大而放弃的设计如雨后春笋般复出，其中以混凝土薄壳结构较为显著。薄壳结构就是曲面的薄壁结构，其能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能融合为一。造型奇特新颖，即能表达其恢宏的气势、广博的文化渊源，又能体现其传统风格。但与此同时，非规则截面结构的施工难度十分明显。其一是模板支撑体系架体复杂，传统木方等龙骨材料无法满足弧形支撑机制，弯曲易造成龙骨破损，导致支撑体系的失稳甚至倾覆倒塌，且材料无法周转，造成浪费；其二是平面深化设计难以复原穹顶的变曲率过程，不同高度下的不同曲率以及顶部模板汇于一点等情况将导致模板需制作成梯形或三角形（腰边为弧线），局部拼模过程中易出现时缺时补的现象，造成混凝土表现不光滑，曲线不流畅，成型效果极差，后期修补困难。其三是球体混凝土厚度难以把控，易造成钢筋保护层减小，结构失效等情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的薄壳结构模架体系施工方法及管理系统，以解决现有模板支撑体系的变曲率球体施工精准度难以把控，易出现混凝土成型质量差，厚度不易控制，后期修补工程量大，易产生漏水、渗水等隐患，材料浪费大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于BIM技术的薄壳结构模架体系施工方法，包括：

建立穹顶BIM三维模型；

采用3D打印技术打印穹顶BIM三维模型的实体样板模型；

基于实体样板模型确定模架体系的作用点分布位置；

基于穹顶BIM三维模型和模架体系的作用点分布位置搭建穹顶龙骨架体；

基于穹顶BIM三维模型对穹顶模板进行深化处理，并将深化后的穹顶模板铺设在穹顶龙骨架体上；

对搭建好的穹顶模架体系进行分段浇筑，形成穹顶混凝土构件；

基于BIM技术对穹顶BIM三维模型进行工程量统计，包括穹顶BIM三维模型的模板、穹顶龙骨架体及混凝土的工程量统计。

根据本发明的一个具体实施例，建立穹顶BIM三维模型包括：

建立穹顶三维空间坐标系；

基于穹顶三维空间坐标系计算穹顶的各施工平面的控制点和控制线；

根据控制点和控制线确定穹顶的主龙骨位置，并结合穹顶的施工计划和工艺流程对穹顶进行施工模拟，生成穹顶BIM三维模型。

根据本发明的一个具体实施例，建立穹顶三维空间坐标系包括：

以穹顶纬向同心圆圆心连线为Z轴线，以二层结构平面为横向坐标轴为X轴线，以二层结构平面为纵向坐标轴为Y轴线建立穹顶三维空间坐标系。

根据本发明的一个具体实施例，实体样板模型包括制作比例为1:1000的穹顶模型和模板模型。

根据本发明的一个具体实施例，基于穹顶BIM三维模型和模架体系的作用点分布位置搭建穹顶龙骨架体包括：

根据模架体系的作用点分布位置，以穹顶BIM三维模型的空间坐标系z轴为中心搭建穹顶模板支架；