(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107679332 A(43)申请公布日 2018.02.09
(21)申请号 201710956996.7(22)申请日 2017.10.16
(71)申请人 福州万山电力咨询有限公司
地址 350001 福建省福州市鼓楼区湖前路
150号湖前新村10座603(72)发明人 林钦辉 何守理 陈兆猛 陈振华
何明胜 李新谊 叶进煜 王超 王清瑞 兰成生 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限
公司 35100
代理人 蔡学俊(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)G06T 17/00(2006.01)
(54)发明名称
基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法
(57)摘要
本发明涉及一种基于Tekla平台的输电铁塔
1）读取铁塔设计的BIM模型构建方法，包括步骤：
相关模型数据和计算结果数据并导出Tekla平台格式铁塔计算用截面库；2）将模型数据和Tekla平台格式铁塔计算用截面库导入Tekla平台，生成铁塔三维模型；3）在Tekla平台中对铁塔三维模型中同一段杆件进行合并、分组；4）在铁塔三维模型中添加全部连接节点；5）在铁塔三维模型中创建附属构件；6）对铁塔三维模型进行空间碰撞校核；7）通过Tekla平台对铁塔三维模型中的零件录入工程信息。本发明可实现对输电铁塔设计、制图和加工放样的有效整合，提高设计阶段成果的利用率，大大降低了人为输入、输出导致的错误发生概率。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 107679332 ACN 107679332 A
权 利 要 求 书
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1.一种基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：读取铁塔设计的相关模型数据和计算结果数据并导出Tekla平台格式铁塔计算用截面库，所述模型数据和计算结果数据包括构成铁塔的所有主材和辅材的空间位置、规格、数量和内力计算结果；
步骤2：将模型数据和Tekla平台格式铁塔计算用截面库导入Tekla平台，构建铁塔三维实体框架模型；
步骤3：根据设计阶段司令图中铁塔杆件的分段形式，在Tekla平台中对铁塔三维实体框架模型中同一段杆件进行合并、分组；
步骤4：创建节点，在铁塔三维实体框架模型中添加铁塔全部连接节点；步骤5：在铁塔三维实体框架模型中创建铁塔的附属构件，所述附属构件包括爬梯、脚钉和休息平台；
步骤6：对铁塔三维实体框架模型进行空间碰撞校核；步骤7：通过Tekla平台对铁塔三维实体框架模型中的所有零件录入包括设计、加工、施工、运维阶段的工程信息。
2.根据权利要求1所述的基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，所述步骤1中，对铁塔设计的相关模型数据和计算结果数据进行检查，具体检查内容是：设计过程中是否有杆件满力度或长细比超限，复核杆件端头螺栓个数。
3.根据权利要求1所述的基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，所述步骤4中，节点包括：K型节点、X型节点、基础法兰节点、横担与主材连接节点、隔面节点、导地线挂接节点、插板节点、包角钢节点、基础节点。
4.根据权利要求1所述的基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，所述步骤7能在工程的任一阶段进行，使模型状态与现场实际在工程全寿命周期中保持一致。
5.根据权利要求1所述的基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，还包括步骤8：由铁塔三维实体框架模型生成二维施工图纸和材料清单，对二维施工图纸进行处理，使其满足电力行业输电铁塔的制图规范要求。
6.根据权利要求5所述的基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，其特征在于，所述处理包括：杆件、板自动编号；添加杆件信息、螺栓信息；添加结构图尺寸标注；添加相似三角形标注；添加火曲线、准线；创建大样图、剖面图；汇总材料表；编辑图框。
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CN 107679332 A
说 明 书
基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法
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技术领域
[0001]本发明涉及电力工程建设技术领域，具体涉及一种基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法。
背景技术
[0002]通过近年来BIM技术在建筑行业的推广和应用成果可以看出BIM技术可以充分融合设计—建模—加工—施工—运维等各阶段的输入、输出信息，在提高工程全寿命周期的质量和效率上效果显著。为此，BIM技术被越来越多的工程建设行业所采用。目前，BIM技术已经在一些重要的电力工程项目中成功应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。[0003]输电铁塔作为输电线路工程的重要组成部分，建立输电铁塔BIM模型对设计、加工、施工和后期运维管理意义重大。目前，输电铁塔从设计到施工完成主要需要经历以下阶段：1、设计人员对铁塔进行规划、建模、计算，将计算结果整理成司令图；2、制图人员根据设计人员提供的铁塔司令图绘制二维施工图纸；3、加工厂根据二维施工图纸进行三维放样、试组装、批量生产后发往项目现场；4、施工单位进行铁塔的安装架设。以上流程存在诸多问题，与现阶段的高效、集成、节约的理念格格不入，主要表现为以下方面：1、设计过程中的模型文件和计算结果文件不能被设计、制图和加工单位共用，重复性工作量大；2、中间过程大量的人为输入输出，加大了人为主观因素影响下错误发生的可能性；3、设计单位需要与制图单位及加工单位反复配合，耗费大量精力；4、目前所用的制图软件都是二维的，制图过程中无法校核空间碰撞，为后期加工和施工过程中埋下了返工隐患；5、无法形成一个完整的三维全息模型，三维移交需另外组织人员重新构建三维模型。[0004]目前，已有的送电线路设计三维电子平台中有实现铁塔BIM模型的方法，但是他们的思路均是重线路而轻铁塔，且提出的方法均高度依赖于自身公司开发的其他多款软件，导致该方法具有较大的局限性；另一方面，送电线路三维设计平台中创建铁塔模型的方法均是通过实体线条进行模拟表示，无法体现铁塔杆件的实际规格和截面属性，更无法体现杆件间连接的节点板和螺栓等零部件，毫无精度可言，离真正的铁塔BIM模型仍有较大的区别。还有直接采用加工厂的放样模型作为铁塔BIM模型，虽然该模型能达到BIM模型的精度要求，但是由于加工厂放样软件数据格式大多不满足IFC等国际通用格式，所以常常会发生与国家电网数字化移交管理平台数据不兼容的问题，同时，这些模型也不具备添加设计、加工、施工、运维等附加信息的能力，无法被工程其他阶段的参与单位重复使用，也不能称之为铁塔BIM模型。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明提供一种基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，提高了设计阶段成果的利用率，大大降低了多次人为输入、输出时导致的错误发生概率；模型能够直接被设计单位、加工厂家、施工单位和运维管理单位使用，真正实现工程全寿命周期的模型和信息管理。
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CN 107679332 A[0006]
说 明 书
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为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，包括以下步骤：步骤1：读取铁塔设计的相关模型数据和计算结果数据并导出Tekla平台格式铁塔计算用截面库，所述模型数据和计算结果数据包括构成铁塔的所有主材和辅材的空间位置、规格、数量和内力计算结果；
步骤2：将模型数据和Tekla平台格式铁塔计算用截面库导入Tekla平台，构建铁塔三维实体框架模型；
步骤3：根据设计阶段司令图中铁塔杆件的分段形式，在Tekla平台中对铁塔三维实体框架模型中同一段杆件进行合并、分组；
步骤4：创建节点，在铁塔三维实体框架模型中添加铁塔全部连接节点；步骤5：在铁塔三维实体框架模型中创建铁塔的附属构件，所述附属构件包括爬梯、脚钉和休息平台；
步骤6：对铁塔三维实体框架模型进行空间碰撞校核；步骤7：通过Tekla平台对铁塔三维实体框架模型中的所有零件录入包括设计、加工、施工、运维阶段的工程信息。[0007]进一步地，所述步骤1中，对铁塔设计的相关模型数据进行检查，具体检查内容是：设计过程中是否有杆件满力度或长细比超限，复核杆件端头螺栓个数。[0008]进一步地，所述步骤4中，节点包括：K型节点、X型节点、基础法兰节点、横担与主材连接节点、隔面节点、导地线挂接节点、插板节点、包角钢节点、基础节点。[0009]进一步地，所述步骤7能在工程的任一阶段进行，使模型状态与现场实际在工程全寿命周期中保持一致。[0010]进一步地，还包括步骤8：由铁塔三维实体框架模型生成二维施工图纸和材料清单，对二维施工图纸进行处理，使其满足电力行业输电铁塔的制图规范要求。[0011]进一步地，所述处理包括：杆件、板自动编号；添加杆件信息、螺栓信息；添加结构图尺寸标注；添加相似三角形标注；添加火曲线、准线；创建大样图、剖面图；汇总材料表；编辑图框。
[0012]与现有技术相比，本发明具有有益效果：
（1）实现对输电铁塔设计、制图和加工放样的有效整合，彻底打破输电铁塔行业传统的作业模式；
（2）在铁塔设计完成后可利用设计成果快速创建铁塔精确三维模型，提高了设计阶段成果的利用率，大大降低了多次人为输入时导致的错误发生概率；
（3）模型能够直接被设计单位、加工厂家、施工单位和运维管理单位使用，各相关单位可以根据自身需求在模型中录入和修改各阶段的关键信息，真正实现工程全寿命周期的模型和信息管理。
附图说明
[0013]图1是本发明基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法流程示意图；
图2是本发明一实施例中读取铁塔设计的相关数据界面图；图3是本发明一实施例中节点示意图；
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说 明 书
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图4是本发明一实施例中对二维施工图纸的处理效果图；图5是本发明一实施例中设计、加工和施工信息录入界面图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。[0015]如图1所示，一种基于Tekla平台的输电铁塔BIM模型构建方法，包括以下步骤：
步骤1：读取铁塔设计的相关模型数据和计算结果数据并导出Tekla平台格式铁塔计算用截面库，所述模型数据和计算结果数据包括构成铁塔的所有主材和辅材的空间位置、规格、数量和内力计算结果；
步骤2：将模型数据和Tekla平台格式铁塔计算用截面库导入Tekla平台，构建铁塔三维实体框架模型；
步骤3：根据设计阶段司令图中铁塔杆件的分段形式，在Tekla平台中对铁塔三维实体框架模型中同一段杆件进行合并、分组；
步骤4：创建节点，在铁塔三维实体框架模型中添加铁塔全部连接节点；步骤5：在铁塔三维实体框架模型中创建铁塔的附属构件，所述附属构件包括爬梯、脚钉和休息平台；
步骤6：对铁塔三维实体框架模型进行空间碰撞校核；步骤7：通过Tekla平台对铁塔三维实体框架模型中的所有零件录入包括设计、加工、施工、运维阶段的工程信息。[0016]在本实施例中，步骤1中，读取模型数据时需对铁塔设计的相关模型数据进行检查，具体检查内容是：设计过程中是否有杆件满应力或长细比超限，复核杆件端头螺栓个数，读取铁塔设计的相关模型数据界面图如图2所示。[0017]在本实施例中，节点包括输电铁塔中的常用节点，如K型节点、X型节点、基础法兰节点、横担与主材连接节点、隔面节点、导地线挂接节点、插板节点（U形、C形、十字形）、包角钢节点（单包、双包）、基础节点（法兰基础、塔脚板基础、插入式基础）等，节点示意图如图3所示。
[0018]在本实施例中，所述步骤7能在工程的任一阶段进行，使模型状态与现场实际在工程全寿命周期中保持一致。BIM模型的核心部分是其中的“I”（Information）即模型中附带的各种信息，该信息包含项目规划-设计-加工-施工-运维的全过程信息。利用Tekla平台可以很方便的实现项目各阶段信息的录入和修改，也可通过二次开发技术添加需要的其他关键信息。
[0019]在本实施例中，该方法还包括步骤8：由铁塔三维实体框架模型生成二维施工图纸和材料清单，对二维施工图纸进行处理，使其满足电力行业输电铁塔的制图规范要求，处理包括：杆件、板自动编号；添加杆件信息、螺栓信息；添加结构图尺寸标注；添加相似三角形标注；添加火曲线、准线；创建大样图、剖面图；汇总材料表；编辑图框，处理效果示意图如图4所示。目前电力行业施工和存档均还需要以二维图纸作为依据，当电力BIM技术应用发展到一定阶段后，施工和存档不再依赖于二维图纸时，步骤8可以取消。[0020]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
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