(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210354039.8 (22)申请日 2022.04.06 (71)申请人 中国五冶集团有限公司 地址 610063 四川省成 都市锦江区五冶路9 号 (72)发明人 张海川　朱华泽　罗杰　文元　 唐磊　白亚洲　罗彬　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 刘小彬 (51)Int.Cl. E04H 12/00(2006.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块 化施工方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于BIM的立体曲面空间 网格结构 模块化施工方法， 解决立体曲面空间网 格建筑结构进行施工时存在空间定位复杂、 建筑 结构安装精度控制难度大、 吊装高空作业量大的 技术问题。 本发明依次进行Tekla模型建立、 模块 单元划分、 施工过程模拟、 模块单元工厂加工制 作、 虚拟预拼装、 模块单元吊装、 3D扫描合模校 正。 本发明采用施工过程模拟、 模块化生产、 模块 化吊装、 3D虚拟扫描、 虚拟预拼装施工技术， 将复 杂螺旋双曲面空间网格建筑结构拆分为模块单 元， 在工厂进行组装， 辅以3D扫描、 虚拟预拼装、 机器人自动放线、 BIM技术手段， 将大量复杂高空 对接转换为模块高空组装， 以降低此结构施工难 度并提高施工精度， 缩短安装施工 工期。 权利要求书2页 说明书5页 附图9页 CN 114718365 A 2022.07.08 CN 114718365 A 1.一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1、 将立体曲面空间 网格结构建立Tek la模型； 步骤2、 在Tek la模型中将立体曲面空间 网格结构进行模块单 元划分； 步骤3、 进行施工过程模拟以验证模块单 元划分合理性； 步骤4、 根据所划分的模块单 元在工厂 进行模块 化加工制作； 步骤5、 将工厂所加工制作出来的模块单 元进行虚拟预拼装； 步骤6、 立体曲面空间 网格结构模块单 元吊装； 步骤7、 3D扫描合模校正。 2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤1中， 在进行立体曲面空间网格结构建立Tekla模型时， 在Tekla中按照 图纸建立完整的立体曲面空间 网格结构模型。 3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤2中， 在立体曲面空间网格结构进行模块单元划分时， 将立体曲面空间 网格结构模型依据简化高空对接难度的原则进行划分， 整体上划分为斜撑模块、 外立面网 格模块和钢平台模块。 4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤3中， 在进行施工过程模拟以验证模块单元划分合理性时， 采用通用有 限元分析软件Midas/ Gen， 按照图纸建立立体曲面空间网格结构整体模 型， 立体曲面空间网 格结构整体模型中构件规格和图纸相一致， 立体曲面空间网格结构自重由通用有限元分析 软件Midas/Gen自动计算， 按照立体曲面空间网格结构整体模型吊装顺序对整个施工过程 进行仿真模拟计算以验证模块单 元划分的合理性。 5.根据权利要求4所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在按照立体曲面空间网格结构整体模 型吊装顺序对整个施工过程进 行仿真模拟 计 算时， 整个拉索提升张拉过程按以下步骤进行： 步骤(1)、 下部结构模拟吊装； 步骤(2)、 内部电梯井模拟吊装； 步骤(3)、 第一个模块单元模拟吊装、 第二个模块单元模拟吊装、 依次直至一层整层模 块单元模拟吊装完成； 步骤(4)、 重复步骤(1)至步骤(3)依次吊装后续楼层； 步骤(5)、 立体曲面空间 网格结构整体模型全部吊装完成。 6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤4中， 在根据所划分的模块单元在工厂进 行模块化加工制作时， 从TEKLA 模型中直接提取各构件的材质、 尺寸数据导入XSuperNEST进行智能钢板排版下料， 下料信 息导入切割机床进行板材自动切割， 在自动焊接机中导入构件尺寸信息及焊接强度要求， 完成构件自动焊接 。 7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤5中， 在进 行虚拟预拼装时， 模块单元在工厂加工后， 使用三 维激光扫描 仪对其进行扫描， 基于点云三维方式获取所加工模块单元 的三维数据， 从而建立模块单元权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114718365 A 2的实体模型以进行虚拟预拼装。 8.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤6中， 在进行立体曲面空间网格结构模块单元吊装时， 由于模块单元 的 安装质量对后续施工影响大， 为缩短模块单元定位安装时间、 提高安装精度， 采用自动放线 机器人， 利用其快速、 精装、 智能、 劳动力需求少的特点， 将立体曲面空间网格结构Tekla模 型中的数据直接转化为立体曲面空间网格结构安装所需的精准坐标点， 以实现高效、 精确 安装。 9.根据权利要求1所述的一种基于BIM的立体曲面空间网格结构模块化施工方法， 其特 征在于， 在所述步骤 7中， 在进行3D扫描合模校正时， 按楼层分次进 行三维扫描； 平均每两层 立体曲面空间网格结构安装完成后， 使用三维激光扫描仪对其进行扫描， 基于点云三维方 式获取立体曲面空间网格结构目标层的三维数据， 从而建立立体曲面空间网格结构的实体 模型， 用于立体曲面空间网格结构安装现场调差及各模块单元修正， 保证各模块单元在立 体曲面空间 网格结构施工现场的顺利安装。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114718365 A 3