[发明专利]一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法

权利要求书

1.一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤A：在计算机中，获得车辐式索桁架结构的预应力成型态BIM模型即柔性拉索的理论模型；

步骤B：通过三维扫描技术，获得生产出的柔性拉索实体模型即柔性拉索的数字模型；

步骤C：修正步骤B中的柔性拉索实体模型；

步骤D：通过计算机对柔性拉索的理论模型和实体模型的拟合面的特征点进行坐标转换，进而实现数字模拟预拼装；

步骤E：通过有限元软件ANSYS对拟合面误差进行结构分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：所述的步骤A具体为：根据有限元软件ANSYS提取预应力成型态节点位移，得到预应力成型态节点三维坐标，导入BIM模型中，建立车辐式索桁架预应力成型态的BIM三维模型，即BIM三维理论模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：所述的车辐式索桁架预应力成型态为车辐式索桁架屋盖结构在施工张拉成型后的施工目标型态。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：所述的车辐式索桁架预应力成型态节点三维坐标为根据ANSYS提取预应力成型态节点位移值(Δx₁,Δy₁,Δz₁)，与找力前的对应的节点三维坐标(x₁’,y₁’,z₁’)进行计算(Δx₁+x₁’＝x₁,Δy₁+y₁’＝y₁,Δz₁+z₁’＝z₁)得到的三维坐标(x₁,y₁,z₁)。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：所述的车辐式索桁架预应力成型态BIM三维模型为Revit、Bentley或Catia等BIM三维可视化建模软件，根据计算出的预应力成型态节点三维坐标，通过一定的建模技术手段，如Revit中建立基于线的公制常规族等，得到的BIM三维模型。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：通过三维扫描设备，对加工好的的柔性拉索构件进行扫描；柔性拉索是自然状态下径直放置；或者是在生产索道上张拉到设计预应力值状态放置；或者是直接扫描下料时预应力张拉状态，再分别扫描两端索头等；

重复步骤A-E获取所有拉索的三维扫描模型，即拉索的实体模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：修正柔性拉索实体模型首先根据材料力学，柔性拉索为理想柔性，不承受压力和弯矩；线弹性材料，符合胡克定律；计算得到柔性拉索的径向伸长量，通过BIM软件修正拉索实测模型成型态长度值；考虑平面内理论模型单根拉索变形角度，通过BIM软件修整拉索实测模型成型态平面内单根拉索角度的变形。

8.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：所述的平面内理论模型单根拉索变形角度，有带索夹与无索夹两种情况。

9.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：选取拟合面为径向索索头与环梁耳板的接口处，特征拟合点选取每孔上下左右共八处，通过计算机对拟合面特征点坐标转换实现数字模拟预拼装。

10.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，其特征在于：通过有限元软件ANSYS，以改变柔性拉索长度的方式，模拟柔性拉索索头与耳板孔的坐标误差，从而通过数字模拟预拼装准确判断生产的柔性拉索对结构力学性能和结构整体变形的影响程度；

所述的通过有限元软件ANSYS模拟索头与耳板孔的坐标误差的方式，是利用已有的坐标误差，通过有限元软件ANSYS等软件，对径向索升温，强制节点位移等，来改变索长的方式。