一种应用于钢结构建筑数字化加工制造的BIM方法

摘要

本发明提供一种应用于钢结构建筑数字化加工制造的BIM方法，包括建筑设计、结构设计与分析、详图设计和数控加工制造四个部分，各部分有其各自的基本流程步骤要求，且相互流程之间存在一定的信息交互，以确保信息的及时更新，解决当前各专业之间流程衔接不畅，交互数据无法有效传输的问题，以改善钢结构建筑数字化设计与建造过程中的低效问题。

主权项

一种应用于钢结构建筑数字化加工制造的BIM方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、建筑设计建筑初步设计阶段，建筑师根据风、光等环境因素与建筑功能等各项综合要求进行方案设计和计算机三维建模工作，在确定建筑初步形态的同时，需要同结构专业协同确定建筑的结构选型，并根据结构专业的反馈方案调整三维模型的造型；随后根据建筑造型进行建筑功能性设计调整，建立建筑内部模型，完善同设备等其他相关专业协同进行碰撞测试的三维模型；通过测试之后，根据标准绘制建筑设计施工图，并进行图纸审核及存档；该步骤中应重点解决建筑专业与结构设计专业之间的协同问题，建筑专业根据结构专业通过计算分析得出的结构形态要求优化建筑形态，二者之间主要依托于Revit、AutoCAD或Rhino三维信息模型进行数据传递，辅以平面图和主要剖面图等二维图纸，二者之间传递的数据格式主要为RVT、SAT与DWG；该阶段建筑专业需要提供给结构专业的数据要求为：几何属性信息，包括准确的轴线定位尺寸，建筑的轮廓边界定位、曲面曲率等空间限定条件，结构选型以及大致的结构构件定位尺寸、形状以及构件角度等，并需要明确可变的几何条件及不可改变的几何条件；以及非几何属性信息，包括建筑材料、活动荷载等相关信息；步骤二、结构设计与分析结构设计与分析阶段，结构设计师根据建筑师提出的设计条件确定建筑整体的结构形式以及荷载和截面信息，并建立结构计算模型，再根据结构的不同类型特征利用结构分析与计算软件进行结构验算，将验算结构反馈给建筑专业修改并确定建筑造型；随后绘制钢结构设计施工图并交付下游详图设计单位绘制钢结构施工详图，二者需要针对钢结构杆件的节点类型、加工工艺等方面进行协同；在对钢结构施工详图审核之后，出图存档；该步骤中除了与建筑专业的协同之外，还应重点解决结构设计与详图设计之间的协同问题，二者之间主要依托于Revit Structure、AutoCAD三维信息模型进行数据传递，辅以总说明、平面布置图、杆件单元图及属性表、节点坐标表、节点编号图等二维图纸以及钢结构材料表与典型节点说明，二者之间传递的数据格式主要为IFC、DWG/DXF；该阶段结构专业需要提供给详图设计专业的数据要求为：几何属性信息及约束，包括整体结构的轴网尺寸；结构构件的连接关系及相互位置关系，包括其准确的定位关系、标高、构件的位置及截面形式和尺寸等；以及各结构构件的定位尺寸(坐标尺寸)、总尺寸、分尺寸(线性尺寸、角度尺寸、截面半径尺寸)必要尺寸；以及非几何属性及约束，包括结构功能方面的约束关系，主要指连接构件的强度说明和构造说明，及焊缝质量要求、螺栓的型号和布置、焊钉布置等；工程方面的要求和约束，如钢材的牌号和质量等级、所对应的产品标准、结构构件的型号规格说明、钢构件的成形方式、安装要求以及涂装要求；步骤三、详图设计详图设计阶段，在施工图设计单位与安装单位交底之后，详图设计人员提交图纸中的问题报告书，并根据材料、设备要求确定杆件的分段位置与加工工艺，进而进行详图设计，并与施工图设计方协同明确节点设计方案；通过工艺审核后完成图纸并自校，随后反馈给施工图设计方校对、审核并修改图纸；该步骤主要围绕搭建实体模型、完善节点构造设计、完成钢结构施工详图设计、碰撞校核等内容来完善其信息模型，这一阶段要求对各杆件连接节点、构造、加工和安装工艺细节进行处理；主要应用的软件操作平台包括Tekla Structure、AutoCAD、StruCad、ProSteel、PKPM‑STXT、Bocad等，与下游之间的数据传递格式主要为DWG/DXF、NC数据、以及EXCEL。