本发明涉及建筑工程施工，特别涉及一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法。
背景技术：
1、近年来我国钢产量逐年上升，建筑产业不断升级，装配式钢结构建筑在住宅领域及公共建筑领域中都得到了大量的应用。现有的钢构件制作工艺可满足装配式钢结构建筑的生产需要，构件制作过程中的焊接质量是钢结构构件质量好坏的重点影响因素，针对不同的焊接缺陷应采用不同的处理方法。钢柱钢梁安装技术、楼承板施工技术、维护体系的施工技术相对来说已经基本成熟，施工的重难点在于部品部件的连接处理。
2、为了解决上述的问题，经检索，如申请公开专利cn112459231a中，提及一种基于bim技术钢结构安装施工方法，包括以下步骤：基于bim设计平台生成bim建筑模型；基于bim设计平台生成bim安装设备模型；基于bim设计平台生成bim外墙模型；在三维虚拟空间中设置bim安装设备模型与bim建筑模型安装位置，记录bim安装设备模型与bim建筑模型的相对位置关系；在三维虚拟空间中对安装钢结构外墙的动作进行模拟；调整出现问题的构件及步骤，完成安装；导出调整后的图纸，建造部件；进行现场实际安装施工。
3、如申请公开专利cn112487520a中，提及一种基于bim装配式钢结构建模方法，包括以下步骤：在三维软件中绘制建筑主体的二维平面图；通过拉伸形成三维模型；在三维软件中对装配式钢结构外墙进行建模；装配建筑主体模型和装配式钢结构外墙模型，进行碰撞检查，得出错误节点；对错误结构进行变更调整；对最终模型进行保存；通过三维软件建模可以减少设计错误，减少了项目因返工造成的施工成本。本发明提出一种基于bim装配式钢结构建早方法，包括以下步骤：应用最终模型进行施工演示；拆分最终模型；导出图纸建造建筑主体；导出图纸制造装配式钢结构外墙；通过输送设备输送；通过三维模型的演示提高了施工质量和建造效率。
4、如申请公开专利cn112459230a中，提及一种基于bim技术钢结构施工深化方法，包括以下步骤：建立钢结构建筑模型；设计单向翻转机构，建立单向翻转机构模型；通过干涉及碰撞测试调整单向翻转模型；设计并建立装配式钢结构外墙模型；模拟装配式钢结构外墙的安装过程，找出干涉及碰撞问题；调整出现问题的构件，解决问题并完成安装；依照模型数据制造单向翻转机构和装配式钢结构外墙；进行实际安装；在实际实施过程中，通过三维软件的虚拟演示，使工作人员快速的了解到建筑的信息，同时单向翻转机构通过单向旋转卡盘使得单向翻转机构只能单向翻转，进而防止进入安装位置的装配式钢结构外墙脱出，加快了实际吊装的过程，提高了吊装效率和安全性。
5、如申请公开专利cn108647894a中，提及一种基于“bim+rfid”技术的装配式钢结构施工方法，具体步骤如下：一、应用bim技术强大的信息化功能，建立具有可视化、参数化的钢结构三维bim模型，进行施工模拟、信息统计等；二、建立bim+rfid信息处理系统，对钢构件进行电子编号，制作成具有非接触可识别及可无线追踪定位的rfid电子标签；三、根据bim模型生成构件预制加工图，生产厂家按预制加工图进行加工；四、成品钢构件进场验证，启动rfid无线定位系统；五、依据三维bim模型进行钢结构现场施工，同时bim+rfid信息系统自动识别已完成构件和未完成构件，控制现场施工情况；本发明的目的在于解决钢结构施工过程中信息交换不及时不准确、信息分散、易传递错误的问题。
6、然而，上述专利公开的技术能够解决施工效率的问题，但是仍有待进一步的改善工作效率。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、针对上述的技术问题，本发明的目的是提供一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，至少能够提高生产效率。
3、本发明的另一目的是提供一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，至少能够提高安装的精确性，并实现节约生产材料。
4、2.技术方案
5、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
6、本发明第一方面提供一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，包括：建立模型及构件规格库、设计构件分段及节点、计算模型校核及节点、构件编号、生成报表、精准下料和虚拟预拼装，其特征在于，所述的构件分段及节点设计包括步骤：
7、1)根据结构施工图、构件运输条件、现场安装条件及工艺的要求对各构件进行合理分段；
8、2)在将钢柱进行合理的分段后，对节点的具体形式进行设计，模型中内置600及以上种类型的节点，能够满足大部分节点的设计需求；
9、3)通过选择所需的节点形式，依次点击钢柱、钢梁来完成对梁柱节点的定义，根据梁柱节点上具体的螺栓放置、焊缝设置信息对节点属性进行修改，将梁柱节点的具体形式在模型中表达出来；
10、4)在节点设置完成后，模型中的梁柱节点处会出现由线条组成的锥体，双击锥体部分，可对螺栓间距、大小节点参数进行设置；若锥体为绿色，则表示节点的设置没有问题，如锥体显示为黄色，则表示节点的参数设置并不满足要求，需进行修改；如果锥体显示为红色，则表示此处不应设置节点；
11、5)牛腿、柱脚、支撑部件的节点按照上述步骤进行设置；并合理的将节点形式、螺栓信息在模型中表达出来。
12、本发明第二方面提供一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，包括以下具体步骤：
13、步骤s101、模型及构件规格库的建立
14、在tekla structures软件中建立统一的轴网，结合轴网根据结构施工图纸中钢梁、钢柱、支撑及楼梯的位置关系将整体模型建立起来；根据结构所用的构件规格在teklastructures软件中建立相应的构件规格库，统一定义构件前缀号；
15、步骤s102、构件分段及节点设计
16、1)根据结构施工图、构件运输条件、现场安装条件及工艺的要求对各构件进行合理分段；
17、2)在将钢柱进行合理的分段后，对节点的具体形式进行设计，模型中内置600及以上种类型的节点，能够满足大部分节点的设计需求；
18、3)通过选择所需的节点形式，依次点击钢柱、钢梁来完成对梁柱节点的定义，根据梁柱节点上具体的螺栓放置、焊缝设置信息对节点属性进行修改，将梁柱节点的具体形式在模型中表达出来；
19、4)在节点设置完成后，模型中的梁柱节点处会出现由线条组成的锥体，双击锥体部分，可对螺栓间距、大小节点参数进行设置；若锥体为绿色，则表示节点的设置没有问题，如锥体显示为黄色，则表示节点的参数设置并不满足要求，需进行修改；如果锥体显示为红色，则表示此处不应设置节点；
20、5)牛腿、柱脚、支撑部件的节点按照上述步骤进行设置；并合理的将节点形式、螺栓信息在模型中表达出来；
21、步骤s103、模型校核及节点计算
22、对模型的准确性、节点的合理性及加工工艺各方面进行校核；运用teklastructures软件中的校核功能对整体模型进行校核，然后对节点进行计算；
23、步骤s104、构件编号
24、模型校核后，运用软件中的编号功能对模型中的构件进行编号，teklastructures软件将根据预先设置的构件名称进行编号并归并，把同一种规格的构件编号统一编为同一类，把相同的构件合并编为同一编号；
25、步骤s105、生成报表
26、1)使用tekla structures生成报表的功能，根据需要生成不同类型统计信息的报表；
27、2)点击生成报告按钮，选择meteriallist为材料清单，选择assemblylist为构件清单，选择assembly_partlist为构件零件表，选择boltlist为螺栓清单；
28、步骤s106、精准下料
29、利用sinocam数字化加工软件，能够从bim模型中提取原始的加工数据信息，通过二次开发的企业物料数据库，调用工厂的库存物料信息进行排版套料，根据工厂所有的数控设备进行生产加工；
30、步骤s107、虚拟预拼装
31、1)在构件制作加工完成后，利用扫描设备将所需拼装构件的三维数据进行逐个扫描，采集到所有需要进行预拼装构件的完整数据；
32、2)利用scene软件对得到的数据进行提取、降噪处理，得到需要预拼装构件的点云模型；将点云模型与所有构件的原始模型导入到qualify软件进行预拼装处理，进行误差分析；
33、3)分析完成后，对误差较大影响拼装的部位进行注释，标记出关键部位的三维误差，结合规范要求判断预拼装结果的合理性，对整体拼装情况进行评估；若误差过大到影响现场拼装，则将评估结果反馈到构件制作部门，重新进行构件的制作。
34、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，在步骤s102中：如内置节点类型不能满足要求，能够开发适用于项目的专用节点，通过对所需节点进行明确性的描述开发专用的参数化节点。
35、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，在步骤s103中：tekla structures软件中能够采用内置设计或者外挂设计，其中所述内置设计是将节点属性窗口的设计类型中的设计规范选择为aisc_asd，然后输入所需控制的剪力、拉力指标，点击确定后，teklastructures软件即可自动对节点进行设计并给出包含承载力信息的设计书；
36、所述外挂设计需要提前在模型目录下建立名为exceldesign的文件夹，并在文件夹中放置提前编制好的设计表格，且表格文件的名称为component_数字.xls。
37、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，在步骤s103中：将设计类型选择为外挂设计，对节点进行设计，并将设计的结果输出在excel中；如果设计结果显示为不符合要求，tekla structures软件可根据设计结果对设计进行自动调整，完成节点设计。
38、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，在步骤s105中：tekla structures软件提供多种选择报表，如报表的信息不能满足需要，通过修改报表的模板来添加长度、表面积所需展示在清单中的信息。
39、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，步骤s107还包括：把相同的构件合并编为同一编号，编号的归类和合并。
40、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，步骤s107还包括：利用bim软件进行套料加工。
41、根据本发明目的的第二方面的任一实施方案，步骤s107还包括：采用基于bim的虚拟预拼装，利用qualify软件在构件运送至现场安装前进行构件预拼装度。
42、3.有益效果
43、相比于现有技术，本发明的有益效果为：
44、(1)本发明基于有限元软件创建装配式钢结构三维模型，并进行构件分段和重要节点设计，针对各影响因素设计满足要求的节点，并对螺栓间距、大小进行设置，并进行虚假模拟安装，有效的提高了生产效率，将复杂的施工技术以可视化的形式让现场施工人员学习；
45、(2)本发明利用bim应用做为载体，能够提高项目生产效率，提前通过模型了解重难节点，缩短工期；
46、(3)本发明利用三维可视化功能在加上时间维度，可进行虚拟施工，随时随地直观快速的将施工计划与实际进度进行对比，同时进行有效协同；
47、(4)本发明所述工艺使工厂加工和现场安装更合理方便、省时省工；校核轴网、钢柱、钢梁及支撑间的相互位置及坐标是否准确；
48、(5)本发明所述通过模型的校核解决了设计图节点冲突部位，提前解决安装过程中可能出现的问题，使工程能够顺利施工。
1.一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，包括：建立模型及构件规格库、设计构件分段及节点、计算模型校核及节点、构件编号、生成报表、精准下料和虚拟预拼装，其特征在于，所述的构件分段及节点设计包括步骤：
2.一种基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
3.根据权利要求2所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，在步骤s102中：如内置节点类型不能满足要求，能够开发适用于项目的专用节点，通过对所需节点进行明确性的描述开发专用的参数化节点。
4.根据权利要求2所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，在步骤s103中：tekla structures软件中能够采用内置设计或者外挂设计，其中所述内置设计是将节点属性窗口的设计类型中的设计规范选择为aisc_asd，然后输入所需控制的剪力、拉力指标，点击确定后，tekla structures软件对节点进行设计并给出包含承载力信息的设计书；
5.根据权利要求4所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，在步骤s103中：将设计类型选择为外挂设计，对节点进行设计，并将设计的结果输出在excel中；如果设计结果显示为不符合要求，tekla structures软件根据设计结果对设计进行自动调整，完成节点设计。
6.根据权利要求5所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，在步骤s105中：tekla structures软件提供多种选择报表，如报表的信息不能满足需要，通过修改报表的模板来添加长度、表面积所需展示在清单中的信息。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，步骤s107还包括：把相同的构件合并编为同一编号，编号的归类和合并。
8.根据权利要求7所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，步骤s107还包括：利用bim软件进行套料加工。
9.根据权利要求8所述的基于bim的数字化的装配式钢结构建筑施工方法，其特征在于，步骤s107还包括：采用基于bim的虚拟预拼装，利用qualify软件在构件运送至现场安装前进行构件预拼装度。
