[发明专利]一种大型场馆内异形石材饰面的数字化制造及施工方法

权利要求书

1.一种大型场馆内异形石材饰面的数字化制造及施工方法，其特征在于，该异形石材饰面为固定在基层钢架上的倒喇叭形结构，由多块曲面石材面板拼接实现，曲面石材包括有单曲面石材和双曲面石材，其特征在于，该数字化施工方法包括如下步骤：

第一步，利用BIM软件对该大型场馆进行项目建模，先用土建图纸，再结合现场扫描的点云模型，结合装饰设计图纸，建立该项目的装饰模型，其中包括有钢架模型和面板模型；

第二步，对装饰模型进行优化，将大型场馆内的机电管线模型与装饰模型叠加，找出模型碰撞点，优化调整钢架模型和面板模型以实现空间避让；

第三步，利用钢架模型对基层钢架进行力学计算，找出不利点以优化钢架的强度和刚度，不利点是力学性能欠缺的结构区域或结构点，优化钢架主要是调整钢管的粗细规格来实现；

第四步，确定基层钢架与石材面板的连接方式，对石材面板和基层钢架的连接施工进行过程模拟，选择合适的连接方案，明确最优方案，该最优方案的因素包括安全性、可调节性和经济性；

第五步，对组成面板的石材进行排版和分块，面板模型中对双曲面石材进行专门排版，排版完成进行分块，分块时考虑面板整体的稳定性、可安装性、运输性和美观度，分块时利用rhino软件和分块插件的结合实现分块，所述的分块插件为grasshopper，分块插件用来编写脚本进行参数化分块，指明每块石材面板的定位点，即三维空间安装定位点，双曲面面板的尺寸规格，实现批量输出所有板块的参数，其中尺寸规格用来加工板块，定位点用于每个板块的安装；

第六步，按照图纸板块的参数进行板块加工，确保每块板块都符合参数要求，加工完成的石材装饰板块为薄片石材复合蜂窝铝板；

第七步，基层钢架安装前放线，将装饰模型中的定位信息批量导入到全站仪中，对现场进行精确三维测量，为现场安装提供基准，将装饰模型中安装点位数据实体化，对现场进行精确的定位、划线和定点；

第八步，钢架安装，利用确定的位置点进行安装，安装完成后进行准确性校验，利用前面的钢架模型导入至AR设备中，在AR软件中明确定位点，每个点都能产生一个对应的二维码，每个大的区域至少需要一个二维码，现场对定位点贴上二维码，完成AR模型空间与实际空间定位一致，利用AR显示出钢架模型，并利用摄像头采集实际钢架构造，通过钢架模型和实体钢架影像自动匹配，从而判断实际钢架与设计钢架的对应程度，从而判断钢架的安装准确性，若出现不对应则反馈问题，导出整改单，直到实体钢架与模型设计钢架保持一致；

第九步，现场挂装板块至钢架上，每块都有对应的编号，利用全站仪定点安装，逐步从下到上安装直至全部安装完成。

2.根据权利要求1所述的一种大型场馆内异形石材饰面的数字化制造及施工方法，其特征在于，所述的异形石材饰面由多块曲面石材和单曲面石材以及平面石材拼接而成，整体呈现带有四棱角的倒喇叭形状，转角位置使用双曲面石材，弧面位置采用单曲面石材，平面位置采用平面石材。

3.根据权利要求1所述的一种大型场馆内异形石材饰面的数字化制造及施工方法，其特征在于，所述第二步中模型碰撞主要情形包括吊挂龙骨与机电管道的碰撞、暖通出风口过低与石材主龙骨碰撞以及机电管道的实际安装位置与理论位置不符。

4.根据权利要求1所述的一种大型场馆内异形石材饰面的数字化制造及施工方法，其特征在于，在第三步中，所述的基层钢架由主龙骨(1)、副龙骨(2)和吊杆(3)连接组成，所述的主龙骨(1)由镀锌方管定型拉弯加工而成，副龙骨(2)作为横龙骨由铝合金圆管现场制作而成，利用弯圆机根据BIM模型中弧长和参数加工，所述的吊杆(3)上端与建筑上后置埋板或钢梁焊接固定，吊杆(3)的下端与主龙骨(1)通过连接杆固定，所述的主龙骨采用桁架结构，该桁架结构兼作为转换层，所述的主龙骨(1)与副龙骨(2)通过转接件固定连接，转接件与主龙骨(1)利用不锈钢螺栓连接，副龙骨(2)与转接件之间利用抱箍连接件连接固定。