一种基于BIM应用的钢柱分节吊装方法与流程

本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法。

背景技术：

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，是主要的建筑结构类型之一。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。

在民建工程领域，钢柱吊装是整个工程大型构件施工的重点，对进度、成本影响大。但是钢柱的重量往往较重，整体吊装难度较大。传统钢结构工程施工时，往往采用钢柱分节吊装，分节部位为各个楼层或两各楼层以上1米～1.3米处，这种方法制作与安装脱节，造成现场焊接接口多，大型起重设备使用成本增加。随着国家对施工现场绿色节能环保要求越发严格，提高钢结构装配化率，减少现场焊接是工程发展的趋势。

针对上述中的相关技术，发明人认为钢柱分节吊装时往往无法合理分节，容易导致分节较多，焊接接口较多，导致施工设备成本较高。

技术实现要素：

为了改善钢柱分节吊装时往往无法合理分节，容易导致分节较多，焊接接口较多，导致施工设备成本较高，本申请提供一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法。

本申请提供的一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法，采用如下的技术方案：

一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法，包括以下步骤：

s1、钢柱建模：将需要吊装的钢柱导入bim软件内进行三维建模，生成钢柱模型；

s2、吊装设备建模：将施工现场的各个吊装设备导入bim软件内进行三维建模，生成吊装设备模型，并获取各个吊装设备的吊装重量信息；

s3、生成施工方案：根据吊装重量信息对钢柱进行分段生成分段模型，并根据分段模型和吊装设备模型进行三维仿真，模拟施工过程，并生成施工方案；

s4、切割分节：按照施工方案对钢柱进行切割分节；

s5、吊装焊接：按照施工方案依次对分节后的钢柱进行吊装并进行焊接。

通过采用上述技术方案，通过bim软件对钢柱和吊装设备进行三维建模，根据吊装设备的吊装重量上限，虚拟生成钢柱分节方案，并进行模拟施工，生成施工方案，不仅对实际施工起到指导作用，预判施工中出现的问题，提前发现问题，解决问题，减少施工问题的产生，而且能够对钢柱进行合理分节，有效降低焊缝数量，达到降低施工成本和保护环境的效果。

优选的，所述步骤s3中所述模拟施工过程前对分段模型和吊装设备模型进行碰撞及错误检查，并根据检查结果对所述分段模型和吊装设备模型进行调整优化。

通过采用上述技术方案，可预判施工中出现的问题，提前发现问题，解决问题，能够有效强化了施工管理，在减少浪费缩短工期的同时，大大提高了施工质量。

优选的，所述步骤s3中所述模拟施工过程中并生成三维施工流程视频，所述施工方案具体包括分段模型、吊装设备模型、施工图纸和三维施工流程视频。

通过采用上述技术方案，便于施工人员更加直观的了解整个施工过程，有效提升施工的质量。

优选的，根据所述施工方案对施工人员进行三维可视化交底并根据施工方案对施工顺序和流程进度进行对比管控。

通过采用上述技术方案，使得施工人员可以更加直观的了解整个施工过程，有效提升施工的质量。

优选的，所述步骤s5具体包括：

a1、设置吊点:在上根据其长度按照施工方案设置主吊点和副吊点；

a2、吊点连接:采用主吊车和副吊车两辆吊车对钢柱进行起吊，主吊车与钢柱的主吊点连接，副吊车与钢柱的副吊点连接，且主、副吊车均立于平行钢柱长度方向的两端；

a3、钢柱起吊:主吊车和副吊车同时对钢柱进行起吊，起吊至预设高度后副吊车停止起吊；

a4、主吊调节:主吊车继续起吊使得主吊点升高，钢柱呈倾斜状态；

a5、钢柱垂直:主吊车继续起吊直至钢柱呈垂直状态后，副吊车与副吊点断开；

a6、焊接固定:主吊车将钢柱吊接至指定地点并通过焊接连接件进行固定后，对钢柱进行焊接固定。

通过采用上述技术方案，通过主吊车和副吊车的设置，能够对钢柱进行快速安全的吊装，有效的提高钢筋笼吊装效率，进而达到提高施工效率的效果。

优选的，所述焊接连接件包括套筒，所述套筒的中部沿其周向开设有用于焊接窗口，所述套筒采用两个结构一致的半圆形壳体扣合而成。

通过采用上述技术方案，通过焊接连接件的设置，便于将分节的钢柱快速对齐，并通过焊接窗口对对齐后的钢柱进行点焊固定，达到快速精确固定分节钢柱的效果，有效降低堆叠的钢柱偏倚的概率，有效提高钢柱的焊接精度。

优选的，所述套筒的内孔径从套筒顶部至焊接窗口顶部依次减小。

通过采用上述技术方案，套筒的内孔径从套筒顶部至焊接窗口顶部依次减小，便于钢柱插入套筒内部，有效提升钢柱的堆叠焊接效率。

优选的，两个所述壳体底部共同连接有底部抱箍。

通过采用上述技术方案，通过底部抱箍的设置便于将焊接连接件固定在从底部插入的钢柱上，并使得从底部插入的钢柱的顶部位于焊接窗口处，将从顶部插入的钢柱进行固定，使得两个钢柱的抵接处准确对齐并位于焊接窗口处，便于通过焊接窗口对对齐后的钢柱进行点焊固定，达到快速精确固定分节钢柱的效果。

优选的，所述底部抱箍的内侧壁上均铺设有弹性垫。

通过采用上述技术方案，通过弹性垫的设置，便于顶部抱箍和底部抱箍将钢柱牢牢固定，达到快速精确固定分节钢柱的效果。

优选的，两个所述壳体宽度方向的两端均设有螺栓座，两个所述壳体的螺栓座共同穿设有锁定螺栓。

通过采用上述技术方案，通过锁定螺栓的设置，便于将两个壳体组合固定。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过bim软件对钢柱和吊装设备进行三维建模，根据吊装设备的吊装重量上限，虚拟生成钢柱分节方案，并进行模拟施工，生成施工方案，不仅对实际施工起到指导作用，预判施工中出现的问题，提前发现问题，解决问题，减少施工问题的产生，而且能够对钢柱进行合理分节，有效降低焊缝数量，达到降低施工成本和保护环境的效果；

2.通过焊接连接件的设置，便于将分节的钢柱快速对齐，并通过焊接窗口对对齐后的钢柱进行点焊固定，达到快速精确固定分节钢柱的效果，有效降低堆叠的钢柱偏倚的概率，有效提高钢柱的焊接精度；

3.通过主吊车和副吊车的设置，能够对钢柱进行快速安全的吊装，有效的提高钢筋笼吊装效率，进而达到提高施工效率的效果。

附图说明

图1是本申请实施例中分节吊装方法的方法框图；

图2是本申请实施例中吊装焊接方法的方法框图；

图3是本申请实施例中焊接连接件的整体结构示意图；

图4是本申请实施例中焊接连接件的剖面示意图。

附图标记说明：1、焊接连接件；11、壳体；12、焊接窗口；13、底部抱箍；14、弹性垫；15、螺栓座；16、锁定螺栓；2、钢柱。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法。参照图1，一种基于bim应用的钢柱分节吊装方法包括以下步骤：

s1、钢柱建模：将需要吊装的钢柱导入bim软件内进行三维建模，生成钢柱模型；

s2、吊装设备建模：将施工现场的各个吊装设备导入bim软件内进行三维建模，生成吊装设备模型，并获取各个吊装设备的吊装重量信息；吊装设备采用吊车和塔吊，吊装重量信息为吊装设备的荷载吊装重量信息；

s3、生成施工方案：根据吊装重量信息对钢柱进行分段生成分段模型，并根据分段模型和吊装设备模型进行三维仿真，模拟施工过程，并生成施工方案；将钢柱均匀分成若干份，从底部合并分数并累计重量直至达到吊装设备的荷载吊装上限，重复合并过程实现将钢柱进行快速合理分段；

s4、切割分节：按照施工方案对钢柱进行切割分节；

s5、吊装焊接：按照施工方案依次对分节后的钢柱进行吊装并进行焊接。通过bim软件对钢柱和吊装设备进行三维建模，根据吊装设备的吊装重量上限，虚拟生成钢柱分节方案，并进行模拟施工，生成施工方案，不仅对实际施工起到指导作用，预判施工中出现的问题，提前发现问题，解决问题，减少施工问题的产生，而且能够对钢柱进行合理分节，有效降低焊缝数量，达到降低施工成本和保护环境的效果。

在步骤s3中所述模拟施工过程前对分段模型和吊装设备模型进行碰撞及错误检查，并根据检查结果对所述分段模型和吊装设备模型进行调整优化。预判施工中出现的问题，提前发现问题，解决问题，能够有效强化了施工管理，在减少浪费缩短工期的同时，大大提高了施工质量。并且所述模拟施工过程中并生成三维施工流程视频，所述施工方案具体包括分段模型、吊装设备模型、施工图纸和三维施工流程视频。根据所述施工方案对施工人员进行三维可视化交底并根据施工方案对施工顺序和流程进度进行对比管控。通过施工方案便于施工人员更加直观的了解整个施工过程，有效提升施工的质量。

参照图2，步骤s5具体包括：

a1、设置吊点:在上根据其长度按照施工方案设置主吊点和副吊点；

a2、吊点连接:采用主吊车和副吊车两辆吊车对钢柱进行起吊，主吊车与钢柱的主吊点连接，副吊车与钢柱的副吊点连接，且主、副吊车均立于平行钢柱长度方向的两端；

a3、钢柱起吊:主吊车和副吊车同时对钢柱进行起吊，起吊至预设高度后副吊车停止起吊；

a4、主吊调节:主吊车继续起吊使得主吊点升高，钢柱呈倾斜状态；

a5、钢柱垂直:主吊车继续起吊直至钢柱呈垂直状态后，副吊车与副吊点断开；

a6、焊接固定:主吊车将钢柱吊接至指定地点并通过焊接连接件1进行固定后，对钢柱进行焊接固定。通过主吊车和副吊车的设置，能够对钢柱进行快速安全的吊装，有效的提高钢筋笼吊装效率，进而达到提高施工效率的效果。

参照图3和图4，焊接连接件1包括套筒，所述套筒的中部沿其周向开设有用于焊接窗口12，套筒采用两个结构一致的半圆形壳体11扣合而成。两个所述壳体11宽度方向的两端均设有螺栓座15，两个所述壳体11的螺栓座15共同穿设有锁定螺栓16。通过焊接连接件1的设置，便于将分节的钢柱2快速对齐，并通过焊接窗口12对对齐后的钢柱2进行点焊固定，达到快速精确固定分节钢柱2的效果，有效降低堆叠的钢柱2偏倚的概率，有效提高钢柱2的焊接精度。套筒的内孔径从套筒顶部至焊接窗口12顶部依次减小，便于钢柱2插入套筒内部，有效提升钢柱2的堆叠焊接效率。

参照图3和图4，两个所述壳体11底部共同连接有底部抱箍13。将两个壳体11套设在已经固定好的钢柱2顶部，并通过锁定螺栓16固定；再通过底部抱箍13将焊接连接件1固定在钢柱2上，使得已经固定好的钢柱2顶部位于焊接窗口12处，通过吊装设备将钢柱2吊装至焊接连接件1的上方，并插入焊接连接件1内，使得两个钢柱2的抵接处准确对齐并位于焊接窗口12处，便于通过焊接窗口12对对齐后的钢柱2进行点焊固定，达到快速精确固定分节后的钢柱2的效果。底部抱箍13的内侧壁上均铺设有弹性垫14，通过弹性垫14的设置，便于底部抱箍13将钢柱2牢牢固定，达到快速精确固定分节钢柱2的效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。