要实现钢构件的虚拟预拼装，首先要实现实物结构的虚拟化。实物虚拟化就是将真实的构件精确地转化为数字模型。这种工作依据构件的大小有多种转变的方法，目前可以直接利用的设备包括全站仪、三坐标检测仪、激光扫描仪等。例如使用机器人全站仪对某工程选定的部位进行完整的空间点云数据采集，快速构建三维可视化模型。通过与BIM模型对比，在模型中显示实体偏差，输出实测实量数据，保证数据的真实客观，并将精准的数据带到现场工地，实现数字化和智能化，从而提高工作效率和精度。

采集数据后就需要分析实物产品模型与设计模型之间的差距。由于检测坐标和设计坐标值的参照坐标系互不相同，所以在比较前必须将两套坐标值转化到同一坐标系下。利用空间解析几何以及线性代数的一些理论和方法，可以将检测坐标值转化到设计坐标值的参照坐标系下，使得转化后的检测坐标与设计坐标尽可能接近，也就使得节点的理论模型和实物的数字模型尽可能重合以便后续的数据比较。

然后，分别计算每个控制点是否在规定的偏差范围内，并在三维模型里逐个体现。通过这种方法，逐步用实物产品模型代替原有设计模型，形成实物模型组合，所有不协调和问题就都可以在模型中反映出来，也就代替了原有的预拼装工作。

这里需要强调的是两模型互合的过程中，必须使用“最优化”理论求解。因为构建拼装时，工人能发挥主观能动性，调整构件到最合理的位置。在虚拟拼装过程中，如果构件比较复杂，手动调整模型比较难以调整到最合理的位置，容易发生误判。

利用 Solidworks 软件能够创建钢结构数字化三维立体模型，并实现钢结构安装动态仿真模拟，实现各种钢构件装配、吊装的多种模拟试验和优化工作。通过施工前大量的虚拟装配及吊装试验和优化，可以改进钢结构制作和安装施工方案加以解决，从而为后续钢构件的制作和安装工作铺平了道路，减少因设计盲点及其它因素导致工程返工而引发的不必要的经济损失，提高施工效率。

根据设计图纸，运用 Solidworks 三维建模软件先按其中一个钢构件的几何尺寸建立基本模型。然后插入 Excel 系列零件设计表，将该类型钢构件的主要控制尺寸填写到该表中，在配置栏标明该构件的名称。

通过建立的钢构件数字化三维立体模型数据库，创建出本项目钢结构的全部数字化三维立体模型，以上构件完成建模后，就可以对其装配及钢结构构件安装。先新建一个装配体，在标准菜单的文件下拉菜单中点击新建，在新建对话框中选择装配体，点击确定，然后在插入零部件对话框中点击浏览依次选择要插入的零部件即可。装配好的效果如图。

构件安装细节的三维动态仿真能够通过Animator 插件实现。用 Animator 来对钢构件进行三维动态模拟仿真安装，有三个步骤：

（1）切换到动画界面；

（2）根据构件运动的时间长度，拖动时间滑杆到相应的位置；

（3）拖动钢构件，使其达到动画序列末端应达到的新的位置。

除上述内容中提到的Solidworks软件以外，今天笔者给大家介绍另外一款国产的虚拟施工软件——BIMFILM

BIM-FILM虚拟施工软件是一款优秀的软件代表，它是基于 BIM 技术、结合游戏级引擎技术和3D 动画编辑技术，整合了建设工程行业通用的“施工模板”、“素材库”，可以添加标注，支持常用构件和材料的自定义模型编辑、并且可以导入 VBIM、FBX、OBJ、3DS、DAE、SKP 等行业软件常用模型文件格式，以及导入图片、视频、图纸等平面型文件，同时支持输出效果图、录制播放器、录制编辑器、录制全景视频，快速输出多种格式多种类型的电影级别的视频，能够快速制作建设工程BIM施工动画的可视化工具系统，可用于建设工程领域招投标技术方案可视化展示、施工方案评审可视化展示、施工安全技术可视化交底、教育培训课程制作等领域，其简洁的界面、丰富的素材库、内置15种动画形式，支持自定义动画、实时渲染输出等功能，使系统具备易学性、易用性、专业性的特点。

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