谈三维虚拟软件高层钢结构建筑安装预演示技术
钢结构设计软件3D3S-多高层模块讲解

3D3S 钢结构设计软件培训
同济大学建筑工程系 上海同磊土木工程技术有限公司
TEL: 工程技术有限公司 2011.05
多高层结构设计流程
标准层编辑 标准层组装 三维模型受力分析 后处理节点设计 施工图生成 节点详图生成
钢构件验算
构件验算
如果结构没有侧移则需要输 入结构的支撑类别
混凝土构件验算
构件验算
钢结构验算规范依据
强度验算——钢结构规程5.2.1:
N ± Mx ± My ≤ f
An γ xWnx γ yWny
稳定验算——钢结构规程5.2.5:
N+
βmx M x
+η βty M y ≤ f
¾
¾ 当楼板需要参与内力分析时,我们只要正常的布置楼板并施加荷载就 可以了(但这里注意不能再添加刚性隔板)。
钢结构虚拟预拼装技术

STEEI STRI CTIⅡ E Ⅵ RTI AI PRE.ASSEM BI Y TECHN 0I oGY
G UO M an-liang (Shanzhen General Institute ofArchitectural Design and Research Co.,Ltd.,518031,Shenzhen,Guangdong,China)
足安装质量要求而进行的模拟拼装 ,以确保现场结构 《规范 》规定 ,虚拟预拼装的检查项 目、检查数量 、
安装顺利 ,并满足 《规范 》要求。
允许偏差与实体预拼装完全一致。虚拟预拼装的检查
预拼装所用的支承凳或平台应测量找平 ,检查时 方法是计算仿真模拟比对 。
应拆除全部临时固定和拉紧装置。构件或单元预拼装 2 虚 拟预拼装的主要 内容 应全数 检查 ,质量应符合设计要求 。设计无特别要求
· 382·
建 筑 技 术
第 49卷 第 4期
造 、安装全部信息的拼装工艺三维几何模型 ,完全整 差应满足相关规范规定及实际工程情况。如无特别需
Abstract: This article starts w ith the basic concept of pre-assem bly of steel structures, and com prehensively introduces the principle, m ain content, application m ethods, technical preparation, acceptance criteria, scope of application and successful cases of virtual pre—assem bly. The prelim inary suggestions for the selection of pre—assem bly and virtual pre-assembly m eth ods are given. Suggestions for supplem enting draft standard fo r approval fo r steel structure construction ar e presented. Prelim inary analysis of the adva n tages and disadvantages of enfitative pre—assem bly an d virtual pre-assembly is given. Pre—a s sembly is st ill lacking, an d looks fo rwar d to th e direction of future research an d developm ent.
虚拟建造在钢结构工程施工中的研究与应用共3篇

虚拟建造在钢结构工程施工中的研究与应用共3篇虚拟建造在钢结构工程施工中的研究与应用1随着现代化技术的不断发展,虚拟建造的应用在钢结构工程施工方面的重要性不断提升。
虚拟建造是指利用计算机在数字化环境下对施工过程进行模拟和分析的过程,它在钢结构工程施工中广泛应用。
本文将介绍虚拟建造在钢结构工程施工中的研究与应用。
1.虚拟建造在施工前的应用在钢结构工程施工前,虚拟建造可以对项目进行规划和设计,并对施工过程进行模拟和分析,有助于发现和解决施工中可能存在的问题,保证施工过程的顺利进行。
虚拟建造可以提供三维模型和时序动画的视觉效果,使得设计人员、建筑师和施工人员能够更好地理解施工过程和相关工程信息。
此外,虚拟建造还可以通过优化施工方案、提高施工质量以及减少施工安全事故等方面,提高施工过程的效率。
2.虚拟建造在施工中的应用虚拟建造在钢结构工程施工中还可以实现构件拼装序列的优化、构件提前加工、施工过程中的现场管理等多个方面的应用。
通过实施虚拟建造,可以观察性能、定位缺陷并记录行为,提高施工波动性的可预见性和可控性,从而提高施工过程的安全性和可靠性。
此外,虚拟建造还可以优化钢结构施工的计划和进度,避免材料和人员的冗余使用,从而降低成本开支。
3.虚拟建造在施工后的应用施工完成后,虚拟建造仍然可以发挥重要作用。
通过将现场数据与主模型进行比对、塑性扭曲及验收数据的重新确认等,就可以保证钢结构施工的质量和安全性,同时还可以对施工偏差进行纠正和优化。
此外,虚拟建造可以作为施工流程文档及维护文档的补充,作为维修和维护工作的重要参考。
4.未来发展方向虚拟建造在钢结构工程施工中的应用还可以进一步扩展,未来的发展方向主要包括以下几个方面:(1)注重定量化方法和重复利用。
在虚拟建造过程中,应采用更为科学、精准和定量的方法,立足于施工数据及其开发。
同时,应将虚拟建造的数据应用场景更广泛地推广至施工过程中,实现数据的复用,更有效的促进生产效率。
钢结构的可视化施工模拟

钢结构的可视化施工模拟钢结构建筑在现代建筑领域中占有重要地位,其具有高强度、轻质、耐久等特点,广泛应用于桥梁、高层建筑、体育场馆等项目中。
然而,在钢结构的施工过程中,如何准确地模拟施工序列、检验构件之间的配合情况、优化施工方案,对于确保工程质量和施工效率至关重要。
因此,可视化施工模拟成为一种强有力的工具,本文将就钢结构的可视化施工模拟进行探讨。
一、可视化施工模拟的基本原理可视化施工模拟通过借助计算机图形学和虚拟现实技术,将施工过程进行动态模拟和可视化呈现。
其基本原理可总结为如下几点:1. 建立三维模型:首先需建立钢结构建筑的三维模型,并确定模型中每个构件的几何参数、材料特性以及连接方式等信息。
2. 施工策略规划:根据施工计划和施工顺序,利用算法和规则库对施工过程进行规划,确定每个构件的安装方式、顺序和时间等。
3. 动态模拟:将施工策略应用到三维模型中,通过数值计算和物理引擎,对钢结构的实际施工过程进行动态模拟,包括构件的运输、安装和连接等。
4. 可视化展示:将动态模拟的结果以图形化的方式展示出来,通过逼真的视觉效果和交互界面,使用户可以观察和分析施工过程中的各项参数和效果。
二、可视化施工模拟的应用价值钢结构的可视化施工模拟具有以下几个方面的应用价值:1. 施工方案优化:通过模拟施工过程,可以评估和优化不同施工方案的可行性和效果,避免施工中的冲突和错误,提高施工效率和质量。
2. 物理性能分析:可视化施工模拟可以检测构件之间的配合情况、构件的稳定性以及整个结构在施工过程中的受力情况,为工程的力学性能分析提供便利。
3. 安全评估:通过模拟施工过程中的各种工况和操作,可以预测和评估施工中可能出现的危险情况,提前采取相应的措施,确保施工安全。
4. 教育培训:可视化施工模拟可以作为钢结构施工的教学工具,帮助学生和从业人员更好地理解施工过程和施工技术,提高培训效果。
三、可视化施工模拟的实际应用钢结构的可视化施工模拟在实际工程中已经得到广泛应用。
钢结构的计算机模拟与仿真技术

钢结构的计算机模拟与仿真技术引言钢结构作为一种常见的结构形式,在工程领域具有广泛的应用。
为了确保钢结构的安全可靠,在设计过程中需要进行计算和仿真。
计算机模拟与仿真技术可以帮助工程师更好地理解和评估钢结构的性能。
本文将介绍钢结构计算机模拟与仿真技术的基本原理和方法。
钢结构计算机模拟的基本原理钢结构的计算机模拟是利用计算机对钢结构进行数值计算和模拟,以预测结构的受力和变形行为。
其基本原理包括以下几个方面:结构建模钢结构计算机模拟的第一步是建立结构的几何模型。
可以利用CAD软件进行三维建模,将结构的基本几何信息以及材料属性输入到计算机中。
材料特性钢材的力学特性是进行计算机模拟的基础。
通过输入钢材的弹性模量、屈服强度、延伸性等参数,计算机可以根据材料模型对钢结构进行力学分析。
荷载分析钢结构在使用过程中需要承受各种荷载,包括静态荷载和动态荷载。
静态荷载包括自重、活载、雪荷等,而动态荷载包括风荷、地震荷等。
计算机模拟可以将这些荷载施加在结构上,并计算结构的应力和变形情况。
边界条件为了更准确地模拟实际工况,计算机模拟需要确认结构的边界条件。
包括支座约束条件、连接方式等。
通过设置正确的边界条件,可以更准确地计算结构的受力和变形。
数值分析基于上述模型和输入条件,计算机可以通过数值分析方法对钢结构进行计算。
常见的数值分析方法包括有限元方法、有限差分方法等。
这些方法可以对结构进行离散,建立数学模型,并通过迭代计算等技术求解结构的力学响应。
钢结构计算机仿真的应用钢结构计算机模拟与仿真技术在工程实践中有着广泛的应用,包括以下几个方面:结构设计优化通过计算机模拟,可以对钢结构的不同设计方案进行评估和对比。
通过计算得到的结构应力和变形情况,可以进行后续优化设计。
荷载响应分析计算机模拟可以对钢结构在不同荷载下的受力情况进行分析。
比如在风荷作用下,可以计算结构的位移和变形情况,评估结构的稳定性。
施工仿真钢结构的施工过程中也需要考虑结构的受力和变形情况。
钢结构虚拟预拼装技术

钢结构虚拟预拼装技术5.4.1 技术内容(1)虚拟预拼装技术采用三维设计软件,将钢结构分段构件控制点的实测三维坐标,在计算机中模拟拼装形成分段构件的轮廓模型,与深化设计的理论模型拟合比对,检查分析加工拼装精度,得到所需修改的调整信息。
经过必要校正、修改与模拟拼装,直至满足精度要求。
(2)虚拟预拼装技术主要内容1)根据设计图文资料和加工安装方案等技术文件,在构件分段与胎架设置等安装措施可保证自重受力变形不致影响安装精度的前提下,建立设计、制造、安装全部信息的拼装工艺三维几何模型,完全整合形成一致的输入文件,通过模型导出分段构件和相关零件的加工制作详图。
2)构件制作验收后,利用全站仪实测外轮廓控制点三维坐标。
①设置相对于坐标原点的全站仪测站点坐标,仪器自动转换和显示位置点(棱镜点)在坐标系中的坐标。
②设置仪器高和棱镜高,获得目标点的坐标值。
③设置已知点的方向角,照准棱镜测量,记录确认坐标数据。
3)计算机模拟拼装,形成实体构件的轮廓模型。
①将全站仪与计算机连接,导出测得的控制点坐标数据,导入到EXCEL表格,换成(x,y,z)格式。
收集构件的各控制点三维坐标数据、整理汇总。
②选择复制全部数据,输入三维图形软件。
以整体模型为基准,根据分段构件的特点,建立各自的坐标系,绘出分段构件的实测三维模型。
③根据制作安装工艺图的需要,模拟设置胎架及其标高和各控制点坐标。
④将分段构件的自身坐标转换为总体坐标后,模拟吊上胎架定位,检测各控制点的坐标值。
4)将理论模型导入三维图形软件,合理地插入实测整体预拼装坐标系。
5)采用拟合方法,将构件实测模拟拼装模型与拼装工艺图的理论模型比对,得到分段构件和端口的加工误差以及构件间的连接误差。
6)统计分析相关数据记录,对于不符规范允许公差和现场安装精度的分段构件或零件,修改校正后重新测量、拼装、比对,直至符合精度要求。
(3)虚拟预拼装的实体测量技术1)无法一次性完成所有控制点测量时,可根据需要,设置多次转换测站点。
浅谈高层建筑钢结构构件定位安装技术

浅谈高层建筑钢结构构件定位安装技术【摘要】通过竖向构件(钢管束结构)安装,以及在楼层处安装水平方向钢梁,并在钢管束内浇灌混凝土,建立起竖向承重结构体系。
安装顺序从中间向四周进行,减少误差积累,中间的四片相邻钢管束连接成的骨架,必须严格控制轴线位移和安装垂直度,进行反复校核,确保无误,以利于后续构件安装。
【关键词】钢管束;构件;定位;组合前言钢管束混凝土组合结构(简称“钢管束结构”),由钢管束与束内混凝土组合而成共同受力的构件,再与钢梁构件等组成的结构体系,是一项发明专利。
钢管束构件在建筑结构中起剪力墙的作用,墙面厚度和宽度依建筑结构设计尺寸而定,安装分节高度依结构设计及钢管束构件制作、运输、安装条件而定(一般以2-3层一节为宜)。
1适用范围适用于多层和高层住宅楼、办公楼。
2特点施工速度快,结构体系受力合理,形成的使用空间增大,空间布置利用率高,现场湿作业小,施工对环境影响降低。
3工艺原理通过竖向构件(钢管束结构)安装,以及在楼层处安装水平方向钢梁,并在钢管束内浇灌混凝土,建立起竖向承重结构体系。
安装顺序从中间向四周进行,减少误差积累,中间的四片相邻钢管束连接成的骨架,必须严格控制轴线位移和安装垂直度,进行反复校核,确保无误,以利于后续构件安装。
4工艺流程及操作要点4.1安装工艺流程清理预埋件→放线弹线→焊接定位板→首节竖向构件(钢管束墙、箱型柱)吊装就位→钢梁安装→构件安装测量校正→高强螺栓紧固→构件焊接4.2 作业步骤与方法4.2.1 清理预埋件清理基础预埋件上的污染物,打磨至原始预埋件层面;4.2.2 放线弹线根据控制轴线在预埋件上测设轴线和钢管束边线,并弹出墨迹线;4.2.3 焊接定位板焊接定位钢板,每个方向不得少于2块,焊接在要安装构件的边线上;4.2.4 首节竖向构件安装1吊装顺序:安全措施就位→吊具就位及挂钩→吊运就位→连接夹板定位→摘钩离吊→拉设揽风绳。
2将钢丝绳吊具端的锁口件与构件的吊耳相连接。
钢结构新技术-钢结构虚拟预拼装技术

钢结构虚拟预拼装技术1. 技术内容(1)虚拟预拼装技术采用三维设计软件,将钢结构分段构件控制点的实测三维坐标,在计算机中模拟拼装形成分段构件的轮廓模型,与深化设计的理论模型拟合比对,检查分析加工拼装精度,得到所需修改的调整信息。
经过必要校正、修改与模拟拼装,直至满足精度要求。
(2)虚拟预拼装技术主要内容1)根据设计图文资料和加工安装方案等技术文件,在构件分段与胎架设置等安装措施可保证自重受力变形不致影响安装精度的前提下,建立设计、制造、安装全部信息的拼装工艺三维几何模型,完全整合形成一致的输入文件,通过模型导出分段构件和相关零件的加工制作详图。
2)构件制作验收后,利用全站仪实测外轮廓控制点三维坐标。
①设置相对于坐标原点的全站仪测站点坐标,仪器自动转换和显示位置点(棱镜点)在坐标系中的坐标。
②设置仪器高和棱镜高,获得目标点的坐标值。
③设置已知点的方向角,照准棱镜测量,记录确认坐标数据。
3)计算机模拟拼装,形成实体构件的轮廓模型。
①将全站仪与计算机连接,导出测得的控制点坐标数据,导入到EXCEL表格,换成(x,y,z)格式。
收集构件的各控制点三维坐标数据、整理汇总。
②选择复制全部数据,输入三维图形软件。
以整体模型为基准,根据分段构件的特点,建立各自的坐标系,绘出分段构件的实测三维模型。
③根据制作安装工艺图的需要,模拟设置胎架及其标高和各控制点坐标。
④将分段构件的自身坐标转换为总体坐标后,模拟吊上胎架定位,检测各控制点的坐标值。
4)将理论模型导入三维图形软件,合理地插入实测整体预拼装坐标系。
5)采用拟合方法,将构件实测模拟拼装模型与拼装工艺图的理论模型比对,得到分段构件和端口的加工误差以及构件间的连接误差。
6)统计分析相关数据记录,对于不符规范允许公差和现场安装精度的分段构件或零件,修改校正后重新测量、拼装、比对,直至符合精度要求。
(3)虚拟预拼装的实体测量技术1)无法一次性完成所有控制点测量时,可根据需要,设置多次转换测站点。
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2 . 2 导入 二维CA D施工现 场 平面 图
将事先用C A D 做好 的二维施工现场平 面图 ,导入到
实现了利用虚拟仿真技术把钢结构 安装作业工艺准确 、 直观地 展现在 用户面前 , 使 技术工程 师能够清晰 准确的
P K P M 三 维施工现场 图平面设计软件 中 ,为后 面三维实
体 布置提供二 维基线作为依据 见图2 ,接着进 行一些单
I N S T A L L A T I O N
5 3
( 2 )在操作各小 炉 口的千斤顶 时要 几个 人 同时 用 力 ,缓慢操作 。一边操作千斤顶一边观察胸墙砖位置和 砖体表面的变化 。由于经运行使用后 的电熔砖 已经存 在 龟裂 ,挤压过 紧即有响声产生和有碎 片掉落 ,这时应停
( 5 )由于处 于中间位置 的下 巴掌铁 同时支承两块
胸墙托板 的一侧端部 ,所以 ,在拆一组胸墙托板 和挂钩 砖时 ,其 相邻另一组胸墙托板靠需下 降的下 巴掌铁的一
端要先千斤顶顶牢 ,防止在降下 巴掌铁时该侧托板与挂
钩砖跟随下降。
止操作 千斤顶不再 向胸墙砖施压 ,以免压力过大挤压 碎
行交 流 。这种虚 拟仿 真 系统具 有信息 容量 大 、多 向演 示 、模 拟 生动 、身 临其境 等显 著特征 ,可 以灵 活准 确 地 阐述 抽 象 的钢结构 安装作 业 理论知 识 与复杂 的实践
2 . 施工现场 立体化布置
结合我公 司一高层钢结构建筑工程项 目:齐城商会
花 园小区・ 齐城大厦 ,该工程为3 0 层钢结构写字办公楼 ,
问题 ,并 能瞬 时反馈 各种信 息 ,提 高用户 的概 念化 理
解能力和综合 技术水平 。本文 旨在 阐述 通过P K P M ̄维
以下将通过P K P M ̄维现场施工平面设计软件 ,详细介绍
该工程三维施工现场设计布置过程 ,对施工现场进行立
现场施 工平面图设计 软件 ,对高层 钢结构工程项 目施工 现场进 行立体化设计布置 ,优化施 工现场布置方案 ;运 用S o l i d w o r k s 三维建模软件 ,建 立钢构件三维数字化立体 模 型 ,并对钢 结构进行安 装仿 真模 拟 ,将 重要施 工过程
胸墙砖 。松开千斤顶 的过程也必须各小炉 口同时进行 , 以免胸 墙水 平位移偏 向一侧 。 ( 3 ) 拆 、装胸墙托板和挂钩砖时 ,必须遂组进行 ,
7 . 结 束 语
免拆胸墙更换挂钩砖与胸墙托板技术, 是 一种在不拆
胸墙砖的情况下安全可靠地更换被烧损 的胸墙托板和烧 断的挂钩砖的创新施工技术 , 是摩擦力学成功应用于T程 的典型施 工案例 。 从实际应用和施工效果来看, 施工非常 顺利, 效果很好, 大大缩短了冷修T期和大幅节约了投资, 可为类似工程提供一个技术参考和借鉴。
展现施工现场三维实景图。软件还提供 了丰富 的图库 ,
本 文介绍了由三 维建 模软件S o l i d w o r k s 和P K P M三维 现 场施 工平 面设 计软件组 成 的虚 拟仿真 开发平 台, 详 细
叙 述了两个工具软件 的性能 、 模块功能等主体 内容 , 并且
介 绍 了在软件 的应用 过程 中所实现 的关键技 术 , 为后期
工过程进行预演示, 以便及 时发现 问题 , 在施 工前形成钢结构立体施 工安装方案 。 关键 词:钢 结构 虚拟演示 仿真模拟
1 . 引言
近年来 ,三维仿 真技术 引起 了人们 的广泛关 注 ,不
仅仅在军事领域 、科技领域 ,而且在企业界 ,都成为了 研究 的热点。利用三维虚拟软件可以构造 出任何 想象的 环境 ,并且可 以实现利用 自然 的方式与这种虚拟环境进
不能同时把一侧 的胸墙托板和挂钩砖全部拆除后才进行
安装。即应在拆 除一组胸墙的托板 和挂钩砖后 ,便马上 安装该 组的新托板和新挂钩砖 ,以防止整幅胸墙下塌。 ( 4) 更换 托板 的操作尽可能快速, 以便在挂钩砖的
位置临时安放砖块支撑胸墙砖, 预防胸墙砖下沉。 如果已
观察钢构件安装 作业 的全过程 , 对各个工艺流 程变量进 行分析 , 利用现有 的经验 和统计数 据对工艺 进行评 价,
以便在此基 础上进行 参数优化 , 提高施 工质量和生产效
率。 把虚拟仿真技术应用于高层钢结构建 筑业 中是一种 新 的尝试 , 也是 钢结构安装 技术创新 的一个必 然趋 势。
并且能够与D WG 文件 、3 D S 文件 、P K P M软件系列文件等 实现无缝对接 。该软件能够快速生成形象 、 ‘ 美观 的三维 施工现场布置 图 ,非常适合施工单位招投标 和现场施工
管理使用 。
的高层 钢结构建 筑 的钢构件安 装奠定了坚实的基础 。 运 用三维 虚拟仿真 软件 能在钢结 构安装过程 中充分 考虑 到
进行预演示 ,及时发现问题 ,在施工前形成钢结构立体
施 工 安装 方 案 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体化设计布置 ,优化施工现场布置方案。 2 . 1 软件 简介 P K P M三维 施工现场 图平 面设计软件结合 国内外通
用 图形平 台的优点 ,能快 速布 置施 工现场 实物 的三维
造 型 ,如 围墙 、大 门、道 路 、基坑 、建筑 楼体 、脚 手 架 、护栏 、建筑机 械 、材料等 构件 ,布置步骤见 图1 。 软件提供 了强大 的渲染功能 ,并可以从 任意方位真实地
赵飞
王牧 青
潘振江
( 山 东莱钢 建设有限公 司 山东青 岛 2 6 6 0 7 1 )
摘
要 :通过P K P M  ̄ - 维现场施 工平面设计软件, 对钢结构工程项 目 施工现场进行立体化设计布置, 优化施工现场布置方
案; 运用S o l i d w o r k s _  ̄维建模 软件, 建立钢构件三维数字化 立体模型, 并对钢 结构进行安装仿真模 拟, 将重要施