基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法

技术领域

本发明属于建筑工程中的管网施工的技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法。

背景技术

随着科技与经济的发展，人们对生产和生活活动的空间环境要求不断提高，城镇化建设速度加快，完善的城市管网系统是重要配套实施之一。由于受空间限制，同时水、电、消防、总图等专业图纸又分别设计，管道与管道、设备、结构等排布错综复杂，碰撞问题时有发生，很难通过多次的图纸汇审将碰撞问题全部解决。必须要在反复核对、现场模拟中以及实际施工过程中不断观察、判断才能防止问题的发生。

在大型公共建筑中，给排水管道、消防管道、强弱电管道、雨污水管道布置纵横交错。很多施工单位为了满足进度要求，管道沟随意开挖；开挖顺序及深度控制不及时、不正确，造成管道空间互相占用，影响施工进度；同时，管道埋深位置不准确，在管道上部土方回填夯实过程或在其它管道开挖机械行走过程中，使管道不断受力，检测时管道变形率过大，不满足使用功能，给后期维修增加难度，提高了相关成本费用。

在现有公开的技术文献中，检索到以下最接近的专利技术文献：

“一种基于BIM的室外管网参数化建模方法及系统”(专利号202211072102.5)，其技术方案是：

所述方法包括以下步骤：通过BIM的模式进行地形转换，根据地形图快速建立地形模型，利用地形模型创建出地形表面；通过基于BIM的revit程序快速布置管井，根据管网CAD图纸拾取管井数据，快速生成管井；通过dynamo程序快速布置管道，拾取管道类型，利用管道起止点高度快速生成管道；审核管道的标高，导出管综图纸。该系统算法强大，自动运行，程序设计简单，技术成熟，模块划分明确，代码重复使用率较高；通过使用dynamo技术，使得技术人员可获得非常规界面所无法提供的数据操控和几何控制功能，能够灵活地获取和管理信息，从而快速、高效地创建模型关键构件。

显然，该专利技术方案，没有能够解决管道空间互相占用、容易发生碰撞、影响施工进度、后期维修难度大，相关成本费用高的问题。

发明内容

本发明提供一种基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法，其目的是降低综合管网布置难度，减少后期管网维修成本。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法，其过程是：

步骤1、建立BIM模型；

步骤2、收集提高管道受力、减少管道变形率的数据；

步骤3、导入ANSYS软件；

步骤4、运用ANSYS软件，分析管道受力情况，确定各管道埋设走向和位置；

步骤5、依据现场实际，建立管道模型图；

步骤6、对管道模型进行综合碰撞检查；检查通过，则进入步骤9；检查未通过，则进入下一步骤；

步骤7、显示碰撞位置；

步骤8、优化设计方案，返回步骤4；

步骤9、生成管网布置图。

在所述的步骤1中，应用REVIT软件，根据建筑工程各专业施工图纸，建立BIM模型，保存格式iges；。

在所述的步骤2中，所述的数据包括：工程采用的管道材料参数、工程土层参数、既有建筑基础埋深、各管道先后施工顺序以及各类机械施工荷载的参数。

在所述的步骤4中，运用ANSYS软件对管道进行受力和变形率分析，确定各管道埋设位置、标高、管槽开挖尺寸、施工顺序、管道上部回填的压实系数。

在所述的步骤5中，应用REVIT软件，依据优化数据和建筑工程各专业施工图纸、设计数据，建立管道模型图，并进行三维动画输出。

在所述的步骤6中，运用Naviswork软件对管道模型进行综合碰撞检查，检查是否存在碰撞；

若存在碰撞，明确管道碰撞的形式，显示其碰撞位置；不同管道间距距离不够，为软碰撞；不同管道直接空间接触，为硬碰撞；根据管道碰撞形式，分析其产生的原因，优化设计方案。

优化设计方案后，重复步骤4～步骤6。

在所述的步骤9中，确认无碰撞点，得到准确管网布置图。

本发明采用上述技术方案，在综合管网施工之前，快速、准确的给出管网的布置方案，提高了信息化管理水平；通过管道受力分析，建立BIM模型、管道模型碰撞检测，确保各管道组之间不会发生碰撞，管道在施工过程中产生变形符合规范，满足功能要求，解决了现有技术存在的瓶颈难题、降低综合管网布置难度，减少施工流程，降低施工难度，同时解决工程返工问题，减少维修成本，提高施工效率；该方法高效快速、科学先进，有较高的可行性和推广应用的价值。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

为了解决目前现有技术存在的瓶颈难题、降低综合管网布置难度，减少维修成本，本发明的提供一种基于BIM技术建筑室外管网精准布置方法，该方法可在综合管网施工之前，快速、准确的给出各管道平面布置图，并确保各管道组之间不会发生碰撞，管道在施工过程中产生变形符合规范，满足功能要求；该方法高效快速、科学先进，有较高的可行性。

如图1所示本发明的方法过程，为一种基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法；为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现降低综合管网布置难度，减少后期管网维修成本的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，本发明的基于BIM技术的建筑室外管网精准布置方法，其过程是：

步骤1、建立BIM模型；

步骤2、收集提高管道受力、减少管道变形率的数据；

步骤3、导入ANSYS软件；

步骤4、运用ANSYS软件，分析管道受力情况，确定各管道埋设走向和位置；

步骤5、依据现场实际，建立管道模型图；

步骤6、对管道模型进行综合碰撞检查；检查通过，则进入步骤9；检查未通过，则进入下一步骤；

步骤7、显示碰撞位置；

步骤8、优化设计方案，返回步骤4；

步骤9、生成管网布置图。

本发明的上述技术方案，在BIM技术的基础上，通过收集管道材料、土层参数、既有建筑基础埋深等数据，对管道进行受力和变形率分析，确定各管道埋设位置，建立三维模型，运用Naviswork软件对管道模型进行综合碰撞检查，检测是否存在碰撞点；若存在碰撞，分析原因优化设计，重复上述步骤，确认无碰撞点；得到准确管网布置方案，减少施工流程，降低施工难度，提高施工效率。

在所述的步骤1中，应用REVIT软件，根据建筑工程各专业施工图纸，建立BIM模型，即建筑信息模型；保存格式iges。

其中，REVIT系列软件是为建筑信息模型(BIM)构建的，可帮助建筑设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。REVIT已成为我国建筑业BIM体系中使用最广泛的软件之一；

iges为初始化基本图形交换规范，是不同电脑系统之间的通用ANSI信息交换标准。3D Studio MAX可以实现这种IGES格式以用于机械、建筑工程和工程研究等不同领域。用户使用了IGES格式特性后，可以读取从不同平台来的NURBS数据，例如：Maya、Pro/ENGINEER、SOFTIMAGE、CATIA等软件。

在所述的步骤2中，所述的收集提高管道受力、减少管道变形率的参数，其数据包括：本工程采用的管道材料参数、本工程的土层参数、既有建筑基础埋深、各管道先后施工顺序以及各类机械施工荷载的参数，与iges格式模型导入ANSYS软件中进行受力分析。

在所述的步骤4中，运用ANSYS软件对管道进行受力和变形率分析，确定各管道埋设位置、标高、管槽开挖尺寸、施工顺序、管道上部回填的压实系数。

其中，ANSYS软件是大型通用有限元分析(FEA)软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程(CAE)软件，能与多数计算机辅助设计(CAD，computer Aided design)软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo、NASTRAN、Algor、I－DEAS、AutoCAD等。

在所述的步骤5中，应用REVIT软件，依据受力分析、优化数据和建筑工程各专业施工图纸、设计数据，建立管道模型图，并进行三维动画输出。

在所述的步骤6中，运用Naviswork软件，对管道模型进行综合碰撞检查，检查是否存在碰撞；

若存在碰撞，明确管道碰撞的形式，显示其碰撞位置；不同管道间距距离不够，为软碰撞；不同管道直接空间接触，为硬碰撞；根据管道碰撞形式，分析其产生的原因，优化设计方案。

其中，Naviswork软件是可视化的仿真软件，分析多种格式的三维设计模型。Autodesk Navisworks解决方案支持所有项目相关方可靠地整合、分享和审阅，详细的三维设计模型；在建筑信息模型(BIM)工作流中处于核心地位。BIM的意义在于：在设计与建造阶段及之后，创建并使用与建筑项目有关的相互一致且可计算的信息。

优化设计方案后，重复步骤4～步骤6。

在所述的步骤9中，确认无碰撞点，得到准确管网布方案。

本发明有益效果为：

通过REVIT、ANSYS、Naviswork软件共同运用实现了BIM模型在建筑室外管网精准布置的方法，提高了信息化管理水平；通过管道受力分析，建立BIM模型、管道模型碰撞检测，减少施工流程，降低施工难度,提高施工效率，同时解决工程返工问题，降低了施工成本费用。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。