(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221071864 4.9 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 中国建筑第二工程局有限公司 地址 100070 北京市丰台区汽车博物馆东 路6号院E座 (72)发明人 李敏　邹建伟　罗军伟　刘赫　 杨平　汪兴文　张宗凯　豆文斌　 孟矗　王进飞　黄磊磊　 (74)专利代理 机构 北京中建联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11004 专利代理师 王超 (51)Int.Cl. E04G 21/14(2006.01) E04G 21/18(2006.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施 工方法 (57)摘要 本发明提供一种基于BIM的弧形多曲面异形 幕墙设计施工方法， 包括以下步骤： 建立幕墙整 体BIM模型； 细化出各个标高次龙骨的模型； 进行 受力分析， 得出铝板和玻璃板实际会产生的变形 值； 将幕墙整体BIM模型与机电专业施工模型和 钢结构施工模 型进行整合， 对幕墙构件和面板进 行深化处理； 实现三维坐标定位； 以纵轴为施工 工序， 横轴为时间， 做出时空网络计划， 结合幕墙 整体BIM模型， 在面板上进行四维定位的时间标 注。 本发明模拟出了施工状态下幕墙龙骨的变形 量对龙骨的曲率、 矢高作第三次设计， 基于二次 受力变形结果对面板分块尺寸作第三次设计， 使 安装变形后的幕墙成品效果达到符合设计立面 的效果， 并且能够直观、 形象地将展示实际立体 模型。 权利要求书3页 说明书17页 附图17页 CN 115324359 A 2022.11.11 CN 115324359 A 1.一种基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 针对弧形多曲面异形幕墙， 采用三维建筑信息软件作为幕墙深化软件， 基于面模型 和主次龙骨的CAD图纸， 建立幕墙整体BIM模型； S2、 进行幕墙及面板的第一阶段深化设计， 根据幕墙表皮和节点详图， 利用所述幕墙深 化软件建立出主龙骨的模型， 细化出各个标高次龙骨的模型， 建立面板的模型以及连接件、 其他构件模型； S3、 进行幕墙及面板第二阶段的深化设计； 根据所述第一阶段深化设计后的图纸， 对幕 墙立柱、 幕墙横梁、 铝板、 铝板支 座和玻璃板进行 受力分析， 根据幕墙立柱、 幕墙横梁、 铝板、 铝板支座和玻璃板的二次受力计算挠度的结果， 得出铝板和玻璃板在现场实际会产生的变 形值； S4、 进行幕墙及面板的第三阶段深化设计， 将所述幕墙整体BIM模型与幕墙的机电专业 施工模型和钢结构施工模型进行整合， 对 幕墙构件和面板进行深化处 理； S5、 创建三维坐标， 在幕墙整体BIM模型中对每一块面板的每个编号对应一个坐标点， 实现三维坐标定位， 方便现场施工测量定位； S6、 根据工程进度要求， 结合现场施工部署， 以纵轴为施工工序， 横轴为时间， 做出时空 网络计划； 利用所述时空网络计划结合幕墙整体BIM模型， 在面板上进 行四维定位的时间标 注， 以面板不同颜色来区分面板不同的安装时间， 直观地表示出施工顺序； S7、 现场测量 放线， 龙骨拼装， 面板安装； 采用外控制点投射法进行幕墙的测量放线， 并将底层的内控 网主控线延伸至各个楼层 楼板上， 再进 行平移、 投射的方法测量放线， 通过 投射的方法找出模型中面板的X、 Y坐标点， 然后通过延伸至各楼层的主控线确定面板标高。 2.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S3步骤的所述对 幕墙立柱进行受力分析的方法包括： 计算幕墙立柱的二次受力， 根据挠度限值计算幕墙立柱的惯性矩预选值。 3.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S3步骤的所述对 幕墙横梁进行受力分析的方法包括： 计算幕墙横梁二次受力； 根据挠度限值计算幕墙横梁的惯性矩预选值。 4.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S3步骤的所述对铝板进行受力分析的方法包括： 计算铝板挠度二次受力， 计算公式为： df＝ η μw ka4/D    (1) 式(1)中： df表示： 铝单板挠度计算 值(mm)； η表示： 铝单板挠度的折减系数， 按 θ ＝ wka4/Et4查表， η为0.982 25； μ表示： 铝单板挠度系数， 按边长比a/b查表， 得 μ＝0.0 0504； wk表示： 风荷载 标准值(MPa) a表示： 短边尺寸(m m)； D表示： 弯曲刚度(N ·mm)。 5.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115324359 A 2所述S3步骤的所述对铝板支座进行受力分析的方法包括： 计算铝板支座 挠度； ， 计算公式为： df＝qkL4/240EI×(25/8‑5×(Lx/2/L)2+2 ×(Lx/2/L)4)(梯形荷载)     (2) 式(2)中： df表示： 支座的挠度计算 值(mm)； qk表示： 作用在肋上的水平线荷载集度标准 值(N/mm)； Ly表示： 支座的跨度(m m)； E表示： 支座材 料的弹性模量： 20 6000MPa； I表示： 支座材 料的惯性矩(m m4)。 6.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S3步骤的所述对玻璃板进行受力分析的方法包括： 计算玻璃板挠度， 计算公式为： df＝ η μwka4/D    (3) 式(3)中： df表示： 玻璃板挠度计算 值(mm)； η表示： 玻璃挠度的折减系数； μ表示： 玻璃挠度系数， 按边长比a/b查表6.1.3[JGJ 102‑2003]得 μ＝0.0 0618； wk表示： 风荷载 标准值(MPa) a表示： 玻璃板块短边尺寸(m m)； D表示： 玻璃的弯曲刚度(N ·mm)。 7.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S4步骤的对 幕墙构件进行深化处 理的方法包括： a、 整合钢结构模型； 将建好的幕墙整体BIM模型与钢结构施工模型整合到Revit中， 利用Revit软件查看不 同专业模型碰撞的功能， 检查幕墙专业和钢结构专业间的碰撞问题， 提前优化设计； b、 整合机电模型； 将建好的幕墙整体BIM模型与机电专业施工模型整合Revit中， 利用Revit软件查看不 同专业模型碰撞的功能， 检查幕墙专 业和机电专 业间的碰撞问题， 按照施工顺序的原则， 优 化机电深化设计。 8.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于， 所述S4步骤的对面板进行深化处 理的方法包括： S41、 通过三维信息软件对幕墙的每一块面板、 龙骨进行编号、 出图， 用于提高加工、 安 装的精度； S42、 优化幕墙及面板的尺寸； 将超宽板优化为常规板， 便 于加工、 安装； S43、 优化幕墙及面板的连接方式； 将现有的铝板的标准横向节点由两个构件连接优化 成为一个整体构件连接， 将现有的铝板的标准纵向节点和玻璃板的标准 纵向节点 都直接优 化为250系列浮头式万向调节不锈钢驳接爪。 9.根据权利要求1所述的基于BIM的弧形多曲面异形幕墙设计施工方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115324359 A 3