一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法

技术领域

本发明涉及建筑施工预拼装技术领域，特别是涉及一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法。

背景技术

在建筑施工拼装过程中，BIM发挥着重要的作用，在进行建筑施工拼装之前，可利用BIM进行预拼装模拟，以实现后续建筑施工拼装的顺利进行，BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。但是现有的基于BIM技术的建筑施工预拼装方法主要作用在于对建筑施工构件质量进行把控，如果选取的建筑实物不合适，对最终的建筑设计会有很大影响，且需要人工针对不达标参数的构件确定处理方案，不能整体考虑，且耗费人力。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法，包括以下步骤：

(1)建立建筑构件数据库：

该建筑构件数据库用于存储三维虚拟模型、实物模型及对所述实物模型、三维虚拟模型的修改方案；

(2)采集完整的建筑实景空间点云数据：

采用数据采集设备对工程选定部位进行完整的空间点云数据采集；

(3)建立三维建筑模型：

将步骤(2)中采集到的真实的构件精确的转化为三维建筑模型；

(4)导入施工图纸建立BIM三维建筑模型：

将施工图纸导入BIM软件中构建BIM三维建筑模型；

步骤(1)-(4)实现了工地到虚拟模型的转化，实物虚化的转变将真实的构件精确的转化为数字模型，提高了建模的效率及精确度。

(5)进行三维建筑模型与BIM三维建筑模型的参数对比：

通过三维建筑模型与BIM三维建筑模型对比，分析实物产品的三维建筑模型与设计的BIM三维建筑模型的差距，具体的通过将三维建筑模型的坐标值与BIM三维建筑模型的坐标值转化到同一坐标系下，利用空间解析几何及线性代数的理论和方法，将三维建筑模型的坐标值转化到BIM三维建筑模型的坐标值的参照坐标系下，使转化后的三维建筑模型的坐标值与BIM三维建筑模型的坐标值接近，即使各关键点的理论模型和实物的数字模型接近重合以便后续的数字比较；然后分别计算每个关键点是否在规定的偏差范围内，若在偏差范围内则进行步骤(6)的操作，若不在偏差范围内则进行步骤(7)的操作；

(6)根据BIM三维建筑模型施工并更新构件数据库：

根据步骤(5)确定的BIM三维建筑模型进行现场施工，并将数据更新至建筑构件数据库中保存；

(7)对BIM三维建筑模型进行参数校正

利用校验程序对所述BIM三维建筑模型进行校正，将校正后的BIM三维建筑模型重复步骤(5)的操作；

步骤(5)-(8)在实现了“虚拟模型到工地”的转化，首先，在虚拟的数字化模型中，实现了模型数据的对比校验，即对虚拟模型进行参数优化，然后为现场施工提供更加合理的优化数据数据，并将精准的优化数据带到施工现场，从而提高工作效率和精度。

(8)采集现场施工数据并根据数据更新构件数据库建立新的三维建筑模型：

通过数据采集设备不断采集施工现场的数据，并根据采集的数据不断更新三维建筑模型，然后根据新的三维建筑模型重复步骤(5)的操作，逐步用三维建筑模型代替原有的设计的BIM三维建筑，形成实物模型组合，将各不协调的问题反映出来，代替原有的预拼装工作。

步骤(8)在施工的进程中不断地采集现场数据，将施工现场的数据转化为虚拟模型，然后不断的重复步骤(5)-步骤(7)，将参数优化贯穿整个施工过程，在“工地到虚拟模型”、“虚拟模型到工地”的不断循环对比校验中，使用“最优化”的理论求解优化参数。

优选的，步骤(2)中数据采集设备为全站仪、三坐标检测仪、激光扫描仪中的一种或多种。

优选的，步骤(6)中的现场施工包括以下步骤：首先，通过空间定位器进行各构件的定位；然后对比步骤(5)中确定的BIM三维建筑设计模型，按顺序夹取实物构件；最后对放置好的各实物构件进行焊接。

本发明的作用原理：采用“工地到虚拟模型”、“虚拟模型到工地”的不断循环对比校验，优化构件参数，将施工现场真是的构件精准的转化为数字模型，在模型中显示实体偏差，输出实测实量数据，保证数据的真实客观，并与理论的BIM三维建筑模型进行对比校验，将优化后的精准的数据带到施工现场，实现数字化，不仅可以对实物构件进行质量把控，从而提高了施工效率和精度，提高施工质量；而且在施工现场，构建拼装时，工人发挥主观能动性调整构件到最合理的位置，该过程中，数据传输到虚拟模型，经过更新数据库及再一次的校验优化，可将过程保存，即完成了施工现场数据的反向优化，整体考虑减少因构件的问题产生的延误工期及施工质量问题，将参数优化贯穿整个施工过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：有效对施工现场进行远程监督，施工过程中不断进行参数优化，显示实体偏差，将优化后的精准的数据带到施工现场，不仅可以对实物构件进行质量把控，从而提高施工效率、精度及施工质量，而且将参数优化贯穿整个施工过程，完成了施工现场数据的反向优化，减少因构件的问题产生的延误工期及施工质量问题；另外，施工全程的数据不断采集，还可对施工现场进行监控，避免施工安全事故，增强工作人员的施工安全。

附图说明：

图1是本发明一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法的流程图；

图2是本发明一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法的基本原理图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例

一种基于BIM技术的建筑施工预拼装方法，包括以下步骤：

(1)建立建筑构件数据库：

该建筑构件数据库用于存储三维虚拟模型、实物模型及对所述实物模型、三维虚拟模型的修改方案；

(2)采集完整的建筑实景空间点云数据：

采用数据采集设备对工程选定部位进行完整的空间点云数据采集；

(3)建立三维建筑模型：

将步骤(2)中采集到的真实的构件精确的转化为三维建筑模型；

(4)导入施工图纸建立BIM三维建筑模型：

将施工图纸导入BIM软件Revit中，在BIM软件Revit中搜索各构件，按各构件的标准参数在BIM软件Revit中构建BIM三维建筑模型；

步骤(1)-(4)实现了工地到虚拟模型的转化，实物虚化的转变将真实的构件精确的转化为数字模型，提高了建模的效率及精确度。

(5)进行三维建筑模型与BIM三维建筑模型的参数对比：

通过三维建筑模型与BIM三维建筑模型对比，分析实物产品的三维建筑模型与设计的BIM三维建筑模型的差距，具体的通过将三维建筑模型的坐标值与BIM三维建筑模型的坐标值转化到同一坐标系下，利用空间解析几何及线性代数的理论和方法，将三维建筑模型的坐标值转化到BIM三维建筑模型的坐标值的参照坐标系下，使转化后的三维建筑模型的坐标值与BIM三维建筑模型的坐标值接近，即使各关键点的理论模型和实物的数字模型接近重合以便后续的数字比较；然后分别计算每个关键点是否在规定的偏差范围内，若在偏差范围内则进行步骤(6)的操作，若不在偏差范围内则进行步骤(7)的操作；

(6)根据BIM三维建筑模型施工并更新构件数据库：

根据步骤(5)确定的BIM三维建筑模型进行现场施工，并将数据更新至建筑构件数据库中保存；

(7)对BIM三维建筑模型进行参数校正

利用校验程序对所述BIM三维建筑模型进行校正，将校正后的BIM三维建筑模型重复步骤(5)的操作；

步骤(5)-(8)在实现了“虚拟模型到工地”的转化，首先，在虚拟的数字化模型中，实现了模型数据的对比校验，即对虚拟模型进行参数优化，然后为现场施工提供更加合理的优化数据数据，并将精准的优化数据带到施工现场，从而提高工作效率和精度。

(8)采集现场施工数据并根据数据更新构件数据库建立新的三维建筑模型：

通过数据采集设备不断采集施工现场的数据，并根据采集的数据不断更新三维建筑模型，然后根据新的三维建筑模型重复步骤(5)的操作，逐步用三维建筑模型代替原有的设计的BIM三维建筑，形成实物模型组合，将各不协调的问题反映出来，代替原有的预拼装工作。

步骤(8)在施工的进程中不断地采集现场数据，将施工现场的数据转化为虚拟模型，然后不断的重复步骤(5)-步骤(7)，将参数优化贯穿整个施工过程，在“工地到虚拟模型”、“虚拟模型到工地”的不断循环对比校验中，使用“最优化”的理论求解优化参数。

步骤(2)中数据采集设备为全站仪、三坐标检测仪、激光扫描仪中的一种或多种。

步骤(6)中的现场施工包括以下步骤：首先，通过空间定位器进行各构件的定位；然后对比步骤(5)中确定的BIM三维建筑设计模型，按顺序夹取实物构件；最后对放置好的各实物构件进行焊接。

上述整体过程均可保存，方便后期查询等操作。

本发明的作用原理为：采用“工地到虚拟模型”、“虚拟模型到工地”的不断循环对比校验，优化构件参数，将施工现场真是的构件精准的转化为数字模型，在模型中显示实体偏差，输出实测实量数据，保证数据的真实客观，并与理论的BIM三维建筑模型进行对比校验，将优化后的精准的数据带到施工现场，实现数字化，不仅可以对实物构件进行质量把控，从而提高了施工效率和精度，提高施工质量；而且在施工现场，构建拼装时，工人发挥主观能动性调整构件到最合理的位置，该过程中，数据传输到虚拟模型，经过更新数据库及再一次的校验优化，可将过程保存，即完成了施工现场数据的反向优化，整体考虑减少因构件的问题产生的延误工期及施工质量问题，将参数优化贯穿整个施工过程。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。