[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

说明书

本发明公开了一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法，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；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；修正步骤B中的柔性拉索实体模型；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；通过有限元软件ANSYS对拟合面误差进行结构分析。本发明弥补了柔性构件的预拼装的空白，解决了实际工程中定尺定长拉索的生产核心问题：索长是否满足设计的质检要求，提出了一套完整的车辐式索桁架的数字模拟预拼装过程。

技术领域

本发明涉及钢结构加工生产产品质量检测领域，尤其具体涉及一种基于BIM模型的车辐式索桁架结构数字模拟预拼装方法。

背景技术

钢结构加工厂对生产出的构件预拼装，已成为一道检验加工质量的必要工序。但是由于场地的局限性、时间和成本的限制，无法进行实际的实体预拼装，因此数字模拟预拼装技术，通过计算机仿真模拟复杂结构的预拼装过程，已成为目前亟待研究的问题。

车辐式索桁架屋盖结构具有结构轻盈、外观新颖、自重轻、刚度大的特点，工程应用愈加广泛。这些具有空间关联性的拉索制作、安装控制难度均比较大，位置精度要求较高。

车辐式索桁架屋盖结构施工方法大多采用整体提升同步张拉的方法，采用牵引工装，当径向索索头用销栓连接到刚性环梁上的耳板孔，方可算结构安装到位。又因为车辐式索桁架屋盖结构中拉索多为定尺定长下料，故索头与耳板孔的坐标偏差程度，是影响结构力学性能的关键因素之一。

与刚性构件的预拼装相比，由于拉索有预应力的存在，必然会导致拉索自身发生变形，故拉索的实测模型的局部坐标确定成为一个难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于为车辐式索桁架屋盖结构提供一种数字模拟预拼装方法。旨在解决车辐式索桁架无法进行实体预拼装的问题。

本发明是这样实现的，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，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。

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。

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。

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)。