鋼結構模型制作

鋼結構模型制作是一種將鋼鐵材料通過各種加工方法轉化為具有實際尺寸和形狀的三維結構的過程。這一過程涉及設計、切割、組裝和焊接等步驟，以確保模型的穩(wěn)定性和耐用性。在制作過程中，設計師需要考慮材料的力學性能、耐久性和美觀性等因素，以確保最終產(chǎn)品能夠滿足預期的應用需求。鋼結構模型制作還需要遵循相關的安全標準和規(guī)范，以確保施工過程的安全性。

一、鋼結構常用節(jié)點展示模型制作

涵蓋節(jié)點類型：一種鋼結構常用節(jié)點展示模型涵蓋了建筑鋼結構常用的管柱、弧形十字柱、弧形十字柱與管柱連接、管柱變截面、相貫連接、箱型柱、弧形十字柱與箱型柱連接、箱型柱變截面、箱型牛腿連接、桁架連接、栓釘焊接、端銑面等節(jié)點類型。其模型包括左右布置的底座，一側底座上有下大上小的管柱，另一側有下大上小的箱型柱，管柱和箱型柱內(nèi)均設有加強筋，管柱與箱型柱之間連接有兩根桁架，兩根桁架之間連接有弧形十字柱，管柱上設有管柱牛腿，箱型柱上設有箱型牛腿，管柱和箱型柱的下端均設有若干個栓釘。

二、一般鋼結構建模方法

準備數(shù)據(jù)
- 獲取鋼結構物的設計圖紙，像平面圖、剖面圖和立面圖等資料。同時，還要拿到鋼結構材料的物理特性數(shù)據(jù)，例如彈性模量、屈服強度等。
建立框架模型
- 運用專業(yè)的CAD軟件，依照設計圖紙中的幾何形狀與尺寸，構建鋼結構的框架模型。這些CAD軟件可依據(jù)用戶輸入的數(shù)據(jù)生成鋼結構的三維幾何模型。
定義零件屬性
- 針對每個構件，要明確其材料屬性和截面屬性。根據(jù)設計需求，挑選合適的鋼材，并定義其力學特性，如彈性模量、泊松比、密度和屈服強度等。對于截面屬性，可能需根據(jù)構件的形狀和尺寸計算慣性矩等參數(shù)。
添加邊界條件
- 按照設計要求確定結構的邊界條件，例如固定支座、鉸支座、約束和荷載等。邊界條件包含結構的約束關系、外部受力和其他應力情況。
進行數(shù)值分析
- 利用結構力學理論和有限元分析方法，對鋼結構進行數(shù)值分析。把建立的框架模型輸入到專業(yè)的結構分析軟件中進行計算求解，從而得到結構的應力、位移和安全性等相關結果。
優(yōu)化設計
- 根據(jù)數(shù)值分析的結果，評估鋼結構的性能和安全性，進行必要的優(yōu)化設計。通過調整材料、截面和連接方式等參數(shù)，提升結構的強度、剛度和穩(wěn)定性。
結果呈現(xiàn)
- 數(shù)值分析完成后，能以圖形或表格的形式輸出結果，用來評估和展示鋼結構的性能和安全性。并且可以借助動畫或虛擬現(xiàn)實技術，對鋼結構進行可視化展示，方便技術交流和決策。

三、鋼結構廠房BIM模型制作中的相關要點

基礎、柱、梁創(chuàng)建
- 基礎：獨立基礎可完全獨立于構件之外繪制；條形基礎只能基于墻體繪制；基礎底板跟樓板相似，但底板不能像樓板那樣改變形體。
- 柱：結構柱和建筑柱有諸多區(qū)別，如行為上結構柱能連接結構圖元，建筑柱則不能；屬性方面結構柱有自己配置和行業(yè)標準定義的其他屬性，建筑柱在類型屬性中有粗略比例填充樣式同墻；類型上結構柱有垂直柱和斜柱，建筑柱僅有垂直柱；放置方式上結構柱有手動放置、在軸網(wǎng)處和在建筑柱處三種方式，建筑柱僅手動放置；建筑柱將繼承連接到的其他圖元的材質，結構柱則不；兩種柱在明細表中分開統(tǒng)計；建筑柱只能在平面視圖中放置且只能垂直放置，結構柱能垂直和斜放，斜放可在立面視圖中操作。
- 梁：可兩點之間繪制梁，也可使用軸網(wǎng)工具向選定軸網(wǎng)上添加多個梁?？赏ㄟ^定義工作平面來快捷修改，如用參照平面繪制梁標高并定義為創(chuàng)建梁的工作平面，或者先繪制樓板，定義樓板底面為創(chuàng)建梁的工作平面；粗略狀態(tài)下梁做為線條顯示，可控制該線條位置；梁附著到柱有按項目的高程和梁的端點到柱端點的距離兩種方式（只有在梁的一端有柱子時才能用）；可創(chuàng)建梁系統(tǒng)（開間），包含一系列平行放置的梁的結構框架圖元，這些梁可根據(jù)設計修改進行參數(shù)化調整，還可在平面視圖或框架立面視圖中添加支架，支架會附著到梁和柱并根據(jù)建筑設計修改進行參數(shù)化調整。
墻體繪制與修改
- 墻體有定位線設置，通過對選項欄中定位線的設置，使要繪制的墻以墻的構造層中的某一層來定位繪制墻體；墻體功能可過濾視圖中的墻顯示，創(chuàng)建墻明細表時可按照功能包括或排除墻；可為墻體添加構造層等；墻體繪制后有平接、斜接、方接三種連接方式，還有編輯墻輪廓/墻洞口、附著/分離墻、連接/允許/不允許連接/連接幾何圖形（水平墻）、拆分/合并（僅適用于基本墻）等編輯功能，顯示材質有粗略比例填充樣式和截面線樣式。
門窗添加
- 門、窗是基于主體的構件，可以添加到任何類型的墻內(nèi)，可以在平面視圖、剖面視圖、立面視圖或三維視圖中添加，Revit將自動剪切洞口并放置門、窗。

四、可裝拆桁架鋼柱鋼梁鋼結構實訓模型制作

模型構成與連接方式：這種實訓模型包括剛性柱腳、桁架鋼柱、桁架梁和屋面檁條。剛性柱腳為外露式柱腳，采用階梯基礎，在階梯基礎一個角上不澆混凝土以暴露出鋼柱基礎鋼筋，剛性柱腳作為桁架鋼柱的支承面，支承面上設置預埋鋼板支座，地腳螺栓穿于預埋鋼板支座埋設在剛性柱腳內(nèi)，預埋鋼板支座上設置有加強肋，預埋鋼板支座與剛性柱腳支承面之間設有二次澆灌混凝土；桁架梁端面與桁架鋼柱翼緣分別設有鋼板并采用緊固件連接形成剛架，桁架梁端面底部焊楔形板，桁架梁上焊接有屋面檁條并通過加勁板連接，桁架鋼柱內(nèi)側翼緣設置成對的隅撐，桁架鋼柱之間還設有柱間支撐，柱間支撐的耳板與桁架鋼柱上的節(jié)點板通過緊固件連接，桁架鋼柱外側設置墻梁，桁架鋼柱頂端設有天溝檁條，外側設置鋼板天溝，屋面檁條之間布置屋脊撐桿、斜拉條和直拉條。屋面檁條可采用C型鋼或Z型鋼制作，桁架梁與桁架鋼柱采用桁架鋼管桿件制作，墻梁采用C型鋼制作。
模型優(yōu)點：通過優(yōu)化設計，可按照工藝過程依次進行剛性柱腳構造、鋼柱、鋼梁、檁條、墻梁等工程內(nèi)容的組裝操作練習；操作完成后，各個組件可拆除并重新使用。