一种空间曲面网格结构制作方法与流程

1.本发明涉及建筑施工装置技术领域，尤其涉及一种空间曲面网格结构制作方法。


背景技术：

2.triodect(泰姆科节点)形式最初是由铝组件构造的，1966年，为了提高节点的承载力和和减少毂式节点空间网格结构的成本，在梁的圆管和梁铸造的插头端用钢代替铝，所以这种节点最终是由钢梁和铝毂体组成的。20世纪80年代，中国学者将改进了triodect节点，形成了由钢梁和钢毂体组成的毂式节点，并建立了中国钢毂式节点的标准：jg/t136-2001、jgj61-2003和jgj7-2010。
3.带有毂节点的空间曲面网壳结构，由于节点在空间里呈不同角度倾斜状态，网格单元在加工厂拼装制作时，必须对节点进行精确空间定位，确保空间姿态准确，传统的定位方式是：将节点放在支架平台上，通过不断旋转及测量，反复寻找上、下盖板中心最接近的坐标位置。这种定位方式耗时、耗力，定位不准确，偏差较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种空间曲面网格结构制作方法，解决了现有技术中节点定位耗时、耗力，定位不准确，偏差较大的技术问题。
5.本技术实施例公开了一种空间曲面网格结构制作方法，包括以下步骤：
6.s1：选用定位装置；
7.s2：建立空间曲面网格结构的三维模型；
8.s3：将所述三维模型划分为多个安装单元；
9.s4：选定其中一个安装单元，并依据该安装单元，进行三维定位和组装，完成安装单元的组装；
10.s5：重复步骤s4，直至完成所有安装单元的组装；
11.s6：将所有所述安装单元转运到现场进行安装，相邻的安装单元之间焊接连接构件，完成空间曲面网格结构的装配。
12.在上述技术方案的基础上，本技术实施例还可以做如下改进：
13.进一步地，所述步骤s1的定位装置的具体结构包括：
14.底座；
15.至少一粗调组件，安装在所述底座上方；
16.粗调平台，安装在所述粗调组件的顶部；
17.至少一精调组件，安装在所述粗调平台上方；
18.精调平台，安装在所述精调组件的顶部；
19.至少一定位组件，所述定位组件分为连接部和指示部，所述连接部安装在所述粗调平台上，且所述连接部的顶部与所述精调平台相对应，所述指示部在重力作用下，形成所述连接部的正投影，采用本步的有益效果是通过特定的定位装置便于后续实现定位功能。
20.进一步地，所述步骤s2具体如下：
21.s201:根据空间网壳设计图纸，使用tekla软件建立空间网壳的三维模型；
22.s202：建立以制作现场坐标基准点为原点的相对坐标系；
23.s203：获得空间网壳中各节点的三维坐标，采用本步的有益效果是通过软件完成三维建模，同时便于后续的三维定位操作。
24.进一步地，所述步骤s3具体如下：根据转运设备和现场吊装设备的要求，对所述三维模型进行划分，划分时自三维模型的中心向外围进行，形成多个安装单元，采用本步的有益效果是通过具体安装要求，对该三维模型进行划分，便于后续加工和实际安装。
25.进一步地，所述步骤s4具体如下：
26.s401：选定所述安装单元内一个节点，并读取该节点的三维坐标；
27.s402：依据步骤s401中的三维坐标，调整所述定位装置，完成所述定位装置的初步定位；
28.s403：将节点装配在所述定位装置上方，完成所述节点的下控制点三维定位；
29.s404：依据步骤s401中的三维坐标，调整所述定位装置，完成所述节点的上控制点三维定位；
30.s405：重复步骤s401-s404，直至完成所述安装单元内所有节点的三维定位；
31.s406：在相邻的节点之间焊接连接构件，完成所述安装单元的组装，采用本步的有益效果是对一个安装单元内部各个节点进行定位和安装。
32.进一步地，所述步骤s401中的三维坐标包括下三维坐标(x1,y1,z1)和上三维坐标(x2,y2,z2)，采用本步的有益效果是通过具体的三维坐标，便于后续定位加工。
33.进一步地，所述步骤s402具体如下：
34.s4021：对所述下三维坐标(x1,y1,z1)进行正投影，得到其在地面上的二维坐标(x1,y1)；
35.s4022：移动所述定位装置，并获得所述连接部的底部在地面上的正投影二维坐标(x1’,y1’)，当x1’＝x1，y1’＝y1时，停止移动；
36.s4023：根据三维坐标z1，调节所述粗调组件，并通过全站仪测量所述定位组件顶部的z轴向的坐标z1’；当z1’＝z1时，停止调节，完成所述定位组件的定位，采用本步的有益效果是通过三维坐标进行下控制点的定位。
37.进一步地，所述步骤s403具体如下：将节点通过螺栓安装在所述精调平台上，并保证所述节点的下盖板下表面的中心锥孔与所述定位组件顶部接触，采用本步的有益效果是对节点进行装配，完成下控制点的定位。
38.进一步地，所述步骤s404具体如下：
39.步骤s4041：调节所述精调组件，并通过全站仪测量所述节点的上盖板上表面中心点的三维坐标值(x2’,y2’,z2’)，当x2’＝x2；y2’＝y2；z2’＝z2时，停止调节；在调节过程中，保证所述节点的下盖板下表面中心锥孔与所述定位组件密贴；
40.步骤s4042：拧紧所述精调组件，夹紧所述精调平台，最终完成所述节点的三维定位，采用本步的有益效果是便于实现上控制点的定位。
41.本技术实施例中提供的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
42.1.本技术能够实现节点上盖板上表面中心点、下盖板下表面中心点的空间坐标的准确定位，从而准确控制节点的空间姿态，使得最后节点的装配位置与设计定位的坐标吻合，方便快速。
43.2.本技术能够实现节点的空间精确定位，提高了工作效率，降低了生产成本，又提高了定位精度，保证了后续空间网壳的施工质量。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本发明具体实施例所述的一种空间曲面网格结构制作方法的流程示意图；
46.图2为本发明具体实施例所述的定位装置的结构示意图；
47.图3为本发明具体实施例所述的定位装置的另一角度示意图；
48.图4为本发明具体实施例所述的定位装置的实际使用示意图；
49.图5为本发明具体实施例所述的一种空间曲面网格结构制作方法的流程示意图；
50.附图标记：
51.1-底座；2-粗调组件；3-粗调平台；4-精调组件；5-精调平台；6-定位组件；7-节点；8-连接构件；
52.201-支腿；202-调节腔；203-粗调螺杆；204-粗调螺母；
53.301-调节孔；
54.401-球铰件；402-锁紧螺母；
55.501-通孔；
56.601-定位螺杆；602-定位吊锤。
具体实施方式
57.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
58.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
59.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”和“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细说明。
62.实施例：
63.如图1所示，本技术实施例公开了一种空间曲面网格结构制作方法，其中选用的定位装置的结构如图2-4所示，包括：
64.一底座1，该底座1的底面可以为平面，其中部开设有贯穿孔，便于后续的定位组件进行定位；
65.至少一粗调组件2，安装在所述底座1上方，具体装配方式可以是螺纹装配的方式，该粗调组件2用于完成初步调节，使得装配在其上的部件上下运动，处于合适的高度；
66.粗调平台3，安装在所述粗调组件2的顶部，该粗调平台3为圆形的板型件，也可以为矩形，在粗调组件2的调节下，能够实现上、下运动，且始终保持水平；
67.至少一精调组件4，安装在所述粗调平台3上方，该精调组件4用于实现进一步的精确调节，同时能够随着粗调平台3同步上下；
68.精调平台5，安装在所述精调组件4的顶部，该精调平台5便于装配节点，在精调平台5运动时，能够带动节点上下运动；
69.至少一定位组件6，所述定位组件6分为连接部和指示部，所述连接部安装在所述粗调平台3上，且所述连接部的顶部与所述精调平台5相对应，所述指示部在重力作用下，形成所述连接部的正投影。连接部顶部与放置在精调平台5上的节点底面的中心锥孔相对应，能够精确反应节点下三维坐标的x和y，最后在对高度进行调整，使得节点能够准确地处于其所需在的三维位置。
70.其中，所述定位组件6包括：
71.一定位螺杆601，形成所述连接部，安装在所述粗调平台3上，所述定位螺杆601的顶部向上延伸穿过所述精调平台5，且所述定位螺杆601的底部向下延伸穿过所述粗调平台3，该定位螺杆601为前述的连接部，穿设在粗调平台3上，其轴线与粗调平台3表面垂直，其底部是用于安装后续的定位吊锤602，具体装配方式是通过钢丝进行悬吊，定位吊锤602和钢丝形成所述指示部；其中定位螺杆601的顶部是与放置在精调平台5上的节点的底面中心锥孔接触，这样便于后续认定其中心的平面坐标。
72.其中，所述精调平台5上开设有通孔501，所述定位螺杆601的顶部位于所述通孔501内部，该通孔501的直径大于定位螺杆601的外径，便于定位螺杆601与节点的底面中心接触，且定位螺杆601不干扰精调平台5的自由调节。
73.其中，所述粗调组件2包括：
74.一支腿201，所述支腿201的底部固定在所述底座1上，且所述支腿201内开设有调节腔202，该调节腔202的顶部开口；
75.一粗调螺杆203，所述粗调螺杆203的底部延伸至所述调节腔202内部，且所述粗调螺杆203的顶部与所述粗调平台3螺纹连接；
76.一粗调螺母204，装配于所述粗调螺杆203上，本技术实施例中的粗调组件2优选方案是三组，呈三角分布，每组粗调组件2由上述的三个部件组成，其中支腿201为焊接的方式，内部的调节腔202为光滑壁，便于粗调螺杆203伸入，具体调节方式是转动粗调螺母204，
使得粗调螺杆203与粗调螺母204的相对位置发生变化，而粗调螺母204是位于支腿201的顶部，此时粗调螺杆203能够升降，通过三组粗调组件2协同调整，确保粗调平台3表面水平，从而完成粗调平台3高度的调整；
77.所述精调组件4包括：
78.一球铰件401，所述球铰件401的底部与所述粗调平台3连接，且所述球铰件401的顶部与所述精调平台5连接，该球铰件401为现有的部件，此处不再赘述；
79.锁紧螺母402，安装在所述球铰件401上；本技术实施例中的精调组件4同样优选方案为三组，呈三角分布；同时球铰件401可以为现有的部件，底部能够配合锁紧螺母402安装在粗调平台3上，完成精细的调整。
80.其中，所述粗调平台3上开设有至少一调节孔301，所述球铰件401的端部穿设于所述调节孔301内部，该粗调平台3上的调节孔301便于球铰件401位置的调整，以更方便地实现后续节点的调整。
81.本技术实施例的具体步骤如下：
82.s1：选用定位装置；该定位装置的具体结构如前述内容说明；
83.s2：建立空间曲面网格结构的三维模型，具体如下：
84.s201：根据空间网壳设计图纸，使用tekla软件建立空间网壳的三维模型；
85.s202：建立以制作现场坐标基准点为原点的相对坐标系；该基准点可以根据实际需要进行设计，也可以依据本技术领域的常识进行转换；
86.s303：获得空间网壳中各节点的三维坐标，其中该节点为圆柱体，便于后续进行装配和焊接。
87.s3：将所述三维模型划分为多个安装单元，具体如下：根据转运设备和现场吊装设备的要求，对所述三维模型进行划分，划分时自三维模型的中心向外围进行，形成多个安装单元，其中要求指的是尺寸要求和质量要求，不能超过限定值即可，具体划分的时候，本技术领域人员可以根据场地需求进行设计划分，为常规选择，此处不再赘述；
88.s4：选定其中一个安装单元，并依据该安装单元，进行三维定位和组装，完成安装单元的组装，工作人员在工厂或者现场进行零部件的组装，具体如下：
89.s401：选定所述安装单元内一个节点，并读取该节点的三维坐标，其中三维坐标包括下三维坐标(x1,y1,z1)和上三维坐标(x2,y2,z2)，所述下三维坐标(x1,y1,z1)为节点的下盖板下表面中心点的三维坐标，所述上三维坐标(x2,y2,z2)为节点的上盖板上表面中心点的三维坐标；
90.s402：依据步骤s401中的三维坐标，调整所述定位装置，完成所述定位装置的初步定位；
91.s403：将节点装配在所述定位装置上方，完成所述节点的下控制点三维定位；
92.s404：依据步骤s401中的三维坐标，调整所述定位装置，完成所述节点的上控制点三维定位；
93.s405：重复步骤s401-s404，直至完成所述安装单元内所有节点的三维定位；
94.s406：在相邻的节点之间焊接连接构件，完成所述安装单元的组装。
95.s5：重复步骤s4，直至完成所有安装单元的组装；
96.s6：将所有所述安装单元转运到现场进行安装，相邻的安装单元之间焊接连接构
件，完成空间曲面网格结构的装配。
97.在本技术实施例中，关于步骤s402，具体如下：
98.s4021：对所述下三维坐标(x1,y1,z1)进行正投影，得到其在地面上的二维坐标(x1,y1)；
99.s4022：移动所述定位装置，并获得所述连接部的底部在地面上的正投影二维坐标(x1’,y1’)，当x1’＝x1，y1’＝y1时，停止移动；
100.s4023：根据三维坐标z1，调节所述粗调组件，并通过全站仪测量所述定位组件顶部的z轴向的坐标z1’；当z1’＝z1时，停止调节，完成所述定位组件的定位。
101.在本技术实施例中，关于步骤s403，具体如下：
102.将节点通过螺栓安装在所述精调平台上，并保证所述节点的下盖板下表面的中心与所述定位组件顶部接触，这样就完成了节点的下控制点的三维定位。
103.在本技术实施例中，关于步骤s404，具体如下：
104.步骤s4041：调节所述精调组件，并通过全站仪测量所述节点的上盖板上表面中心点的三维坐标值(x2’,y2’,z2’)，当x2’＝x2；y2’＝y2；z2’＝z2时，停止调节；在调节过程中，保证所述节点的下盖板下表面中心与所述定位组件密贴；本技术中的球铰件包括球铰手柄螺杆和螺母，待停止调节时，进行步骤s402，调节螺母，完成夹紧；
105.步骤s4042：拧紧所述精调组件，夹紧所述精调平台，最终完成所述节点的三维定位。
106.本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
107.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
108.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。