基于BIM的大跨度钢结构球形曲面网壳安装方法与流程

基于bim的大跨度钢结构球形曲面网壳安装方法
1.技术领域
2.本发明涉及一种基于bim的大跨度钢结构球形曲面网壳安装方法，属于建筑工程技术领域。


背景技术：

3.随着建筑科学技术的进步、建筑文明化程度的提高,许多大型公共建筑不断涌现,这些大型公共建筑通常采用钢结构网壳，而且跨度相当大，结构形式也相当复杂，传统的大跨度钢结构网壳安装施工方法花费大量人工成本，安装速度慢，延长了工期。
4.建筑信息模型建造技术bim可以建立三维建筑模型，bim技术透过参数化的塑模过程将传统建筑绘图技术记录的几何信息如点、线、面和体组构成参数组件，如墙、柱、梁和板，能够实现可视化效果设计，检验模型效果图。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于bim的大跨度钢结构球形曲面网壳安装方法，其具体技术方案如下：包括以下步骤：步骤1：建立bim模型：利用tekla建立网壳钢结构bim模型，细化图纸进行节点分析，在三维可视化模型中对所有构件进行拆解、分段并逐一编号；步骤2：对安装网壳所需要的零件进行加工；步骤3：支座测量定位矫正：采用全站仪对支座预埋件的轴线位置、标高进行复验，放出各支座的中心线，发现误差超出规范及时进行修正；步骤4：搭设起步架操作平台：根据实际项目网壳结构特点，结合网壳组装需要操作平台的位置进行设计安装；步骤5：组装曲面网壳的首跨：采用起步架操作平台做结构安装支撑进行组装；步骤6：组装曲面网壳其他跨：在首跨组装完成的基础上通过空中散拼继续组装其他跨。
6.进一步的，所述步骤2中零件加工在工厂中进行，依据深化的网壳结构图纸，对螺栓球、杆件、套筒、锥头、紧固螺钉加工，并对杆件进行焊接，对杆件焊缝进行全数探伤试验，验伤合格后将构件运输至施工现场。
7.进一步的，所述步骤4中下弦杆连接的螺栓球下部采用格构柱支撑。
8.进一步的，采用承插型盘扣搭设支撑系统，顶部张设安全网，安全网上满铺50mm厚脚手板，平台顶标高距离螺栓球底部的距离不小于500mm。
9.进一步的，在网壳首跨安装前，利用bim技术进行网壳安装模拟，安装时采用塔吊吊运构件空中散拼向两侧同时推进，利用手拉葫芦和千斤顶对网壳的标高和轴线位置进行调整，利用全站仪进行空间位置复核。
10.进一步的，所述步骤5的具体过程为：步骤5.1：利用全站仪进行柱上支座定位，确定第一个柱上螺旋球的位置，第一个网格下弦支撑台架定位，垫平垫实下弦球平面；步骤5.2：完成第一个网格下弦杆件的组装，把下弦杆件与螺栓球连接并一次拧紧到位；步骤5.3：将一个上弦球以及与之相连的网壳腹杆组装成整体，再与安装就位的下弦单元拼装成整体结构，腹杆下端连接下弦球的四只螺栓仅拧紧一颗，其余保持松动；步骤5.4：组装下一单元格网壳下弦结构；步骤5.5：将一个上弦球和与之相连的网壳腹杆以及一侧的一根上弦杆组装成整体，再与安装就位的下弦单元拼装成整体结构，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦拧紧依次进行；步骤5.6：重复以上施工步骤将首跨网壳安装完成，整个首跨作为后续的安装配重。
11.进一步的，所述步骤6的具体过程为：步骤6.1：把网壳分割成网壳的拼装单元：拼装单元为一球多杆结构；步骤6.2：采用塔吊配合，拼接下弦，调整好下弦的标高、轴线，全部拧紧螺栓，进行定位；步骤6.3：上弦和腹杆拼成四角锥的拼装单元，进行拼装单元的安装。每个拼装单元的螺栓同时进行拧紧，下弦和另一面腹杆采用单件安装，采用安装倒四角锥的方法进行安装，网壳安装以一个网格为一排，逐排推进，直到整个轴线安装完，并与支座焊接固定；步骤6.4：重复步骤6.3直至网壳拼装完成，在拼装较大跨度的网壳结构的跨中设置千斤顶，用千斤顶顶住螺栓球，找出螺栓球的定位标高，控制拼装过程网壳的扰度；步骤6.5：将用以调整网壳标高的千斤顶拆除，最后拆除中间最大扰度处的千斤顶，然后拆除脚手架组装平台，完成网壳结构施工。
12.本发明的有益效果是：避免了大跨度钢结构网壳类建筑传统施工时的局限性，为外观独特、结构复杂的此类项目提供合理、高效、精准的安装施工方法，全程由bim技术辅助，减少了周转材料的投入，节约了人工成本，降低了劳动强度，提高了安装速度，节约了工期，有效地降低了工程成本，经济效益尤为突出。
附图说明
13.图1是起步架安装位置图，图2是球形网壳安装顺序平面图，图3是一球多杆拼接单元结构图，图4是球形网壳安装平面过程图，图5是球形网壳安装剖面过程图。
具体实施方式
14.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
15.如图1
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5所示，本发明的基于bim的大跨度钢结构球形曲面网壳安装方法，其具体步骤如下：步骤1：建立bim模型：利用tekla建立网壳钢结构bim模型，细化图纸进行节点分析，在三维可视化模型中对所有构件进行拆解、分段并逐一编号；步骤2：在工厂中依据深化的网壳结构图纸，对螺栓球、杆件、套筒、锥头、紧固螺钉加工，并对杆件进行焊接，对杆件焊缝进行全数探伤试验，验伤合格后将构件运输至施工现场。
16.步骤3：支座测量定位矫正：采用全站仪对支座预埋件的轴线位置、标高进行复验，放出各支座的中心线，发现误差超出规范及时进行修正；步骤4：在中间位置划分出首跨区域，在首跨区域下搭建起步架操作平台，采用承插型盘扣搭设支撑系统，顶部张设安全网，安全网上满铺50mm厚脚手板，平台顶标高距离螺栓球底部的距离不小于500mm。
17.步骤5：组装曲面网壳的首跨，如图5所示，a3为网壳首跨，具体步骤为：步骤5.1：利用全站仪进行柱上支座定位，确定第一个柱上螺旋球的位置，第一个网格下弦支撑台架定位，垫平垫实下弦球平面；步骤5.2：完成第一个网格下弦杆件的组装，把下弦杆件与螺栓球连接并一次拧紧到位；步骤5.3：将一个上弦球以及与之相连的网壳腹杆组装成整体，再与安装就位的下弦单元拼装成整体结构，腹杆下端连接下弦球的四只螺栓仅拧紧一颗，其余保持松动；步骤5.4：组装下一单元格网壳下弦结构；步骤5.5：将一个上弦球和与之相连的网壳腹杆以及一侧的一根上弦杆组装成整体，再与安装就位的下弦单元拼装成整体结构，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦拧紧依次进行；步骤5.6：重复以上施工步骤将首跨网壳安装完成，整个首跨作为后续的安装配重。
18.步骤6：组装曲面网壳其他跨，从首跨a3向两侧同时推进，如图5所示，a2和a4为第二部分，a1和a5为第三部分，具体步骤为：步骤6.1：把网壳分割成网壳的拼装单元：拼装单元为一球多杆结构；步骤6.2：采用塔吊配合，拼接下弦，调整好下弦的标高、轴线，全部拧紧螺栓，进行定位；步骤6.3：上弦和腹杆拼成四角锥的拼装单元，进行拼装单元的安装。每个拼装单元的螺栓同时进行拧紧，下弦和另一面腹杆采用单件安装，采用安装倒四角锥的方法进行安装，网壳安装以一个网格为一排，逐排推进，直到整个轴线安装完，并与支座焊接固定；步骤6.4：重复步骤6.3直至网壳拼装完成，在拼装较大跨度的网壳结构的跨中设置千斤顶，用千斤顶顶住螺栓球，找出螺栓球的定位标高，控制拼装过程网壳的扰度；步骤6.5：将用以调整网壳标高的千斤顶拆除，最后拆除中间最大扰度处的千斤顶，然后拆除脚手架组装平台，完成网壳结构施工。
19.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。