一种双曲面不锈钢结构成型方法及双曲面不锈钢结构技术

本发明专利技术涉及大型钢结构景观成型技术领域，具体涉及一种双曲面不锈钢结构成型方法及双曲面不锈钢结构。成型方法包括：制备不锈钢结构本体等比例缩小的实物模型；对所述实物模型进行数字扫描不锈钢结构本体的数字模型，获取所述数字模型各处的弯曲程度数据，根据待分割数据对数字模型进行面板分段得到数字双曲面板单元，根据数字双曲面板单元和弯曲程度数据构造数字龙骨；根据数字龙骨锻造成型龙骨本体，根据数字双曲面板单元形状和弯曲程度数据锻造成型双曲面不锈钢单元，将不锈钢单元固定安装到龙骨本体的对应位置，完成双曲面不锈钢结构的锻造成型。简化了大型双曲面不锈钢结构的成型过程，提升了大型双曲面不锈钢结构的成型精度。型精度。型精度。

【技术实现步骤摘要】
一种双曲面不锈钢结构成型方法及双曲面不锈钢结构


[0001]本专利技术涉及大型钢结构景观成型
，具体涉及一种双曲面不锈钢结构成型方法及双曲面不锈钢结构。

技术介绍

[0002]钢产量的大幅度提高和相关新技术的日渐成熟，为钢结构的园林景观设计在发展空间上提供了技术支持。由于钢结构可循环、更新、污染和耗能少、可再用等特点，所以也称作是绿色建材。钢结构同混凝土、砖石等材料相比较，可以避免进行开山挖石、破坏环境，并且从施工方法上也可以节约用水，不会产生较大的粉尘，易于搬迁拆卸，具有较高的回收率。在钢结构的构件当中，它方便组装和变更，不会造成浪费。
[0003]对于体积较小的楼阁、亭台等体积较小的钢结构景观，为了使其细部的节点具有较高的精准度，在各个构件之间通过焊接连接或通过铆钉以及螺栓进行连接。而对于体积较大的地标性建筑、场馆等大型刚结构景观，为了方便成型，现有技术中在建造大型钢结构景观时通过模锻件一次浇筑而成。由于模锻件在建筑安装时不可控因素较多，在安装完成后局部模锻件可能会出现支撑强度不足、弯曲精度不足而无法安装连接等问题，模锻件部分出现问题会导致模锻件整体均需要重新浇筑，而且对于造型变化较大的构造而言，模锻件锻造的尺寸精度难以满足产品需要，导致造型变化较大的大型钢结构景观通过模锻件一次浇筑成型施工困难，在现场施工时难以实现。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的造型变化较大的大型钢结构景观浇筑成型困难的缺陷，从而提供一种双曲面不锈钢结构成型方法及双曲面不锈钢结构。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双曲面不锈钢结构成型方法，包括以下步骤：
[0006]制备不锈钢结构本体等比例缩小的实物模型；
[0007]对所述实物模型进行数字扫描得到不锈钢结构本体的数字模型，获取所述数字模型各处的弯曲程度数据，根据待分割数据对数字模型进行面板分段得到数字双曲面板单元，根据数字双曲面板单元和弯曲程度数据构造数字龙骨；
[0008]根据数字龙骨锻造成型龙骨本体，根据数字双曲面板单元形状和弯曲程度数据锻造成型双曲面不锈钢单元，将不锈钢单元固定安装到龙骨本体的对应位置，完成双曲面不锈钢结构的成型。
[0009]可选地，构造数字龙骨步骤包括：
[0010]确定数字模型中参数化构件的约束基点，根据数字模型的布置信息和所述约束基点构建参数化构件的参数化族，进而配置参数化构件摆放时对应的参照平面；
[0011]所述参数化构件包括天地龙骨、竖向龙骨、横向龙骨和双曲面板；所述布置信息包
括模型顶部轮廓线和尺寸数据；
[0012]根据数字模型的布置信息确定竖向龙骨的布置点；对竖向龙骨的布置点处理得到横向龙骨轮廓线，并将横向龙骨轮廓线的中心点位作为横向龙骨的布置点；根据参数化构件的参照平面构建各个布置点所对应的三维工作平面，完成数字龙骨的构造。
[0013]可选地，确定数字模型中参数化构件的约束基点包括：确定天地龙骨以其端部中点为约束基点；确定竖向龙骨以其端部中点为约束基点；确定横向龙骨以其中段中心点为约束基点；确定双曲面板以竖向龙骨的中线与横向龙骨的中线交点为约束基点。
[0014]可选地，构造数字龙骨步骤后，还包括：
[0015]获取横向龙骨轮廓线的起点和终点作为基准平面点，根据参数化构件的参照平面和基准平面，进而生成数字双曲面板单元的形状信息。
[0016]可选地，还包括：根据数字双曲面板单元的形状信息，拾取数字模型中对应的造型以得到所述造型的外部轮廓线，根据所述造型的外部轮廓线提取得到数字双曲面板单元的尺寸数据。
[0017]可选地，所述对竖向龙骨的布置点处理得到横向龙骨轮廓线步骤包括：
[0018]将数字模型顶部轮廓线从竖向龙骨的布置点处打断，根据轻钢龙骨设计规范设置横向龙骨纵向布置间距，将分段后的顶部轮廓线纵向阵列，得到横向龙骨布置线；根据竖向龙骨的截面宽度，将横向龙骨布置线首尾两端进行裁剪得到横向龙骨轮廓线。
[0019]可选地，其特征在于，根据数字双曲面板单元形状和弯曲程度数据锻造成型双曲面不锈钢单元步骤包括：
[0020]将锻造棒料加热后进行保温处理，再转入终锻模中终锻成型，得到终锻件；控制锻造变形量为棒料至最终成品所需变形量的5％～15％。
[0021]可选地，将不锈钢单元固定安装到龙骨本体的对应位置步骤包括：
[0022]将终锻件焊接固定在龙骨本体的对应位置处，使用切割机将终锻件的飞边切除，将终锻件上粗糙度大于预设值的地方进行打磨切除，然后打磨切除加工残留毛边得到锻件成品；将制作好的锻件成品进行光滑打磨。
[0023]可选地，还包括：在光滑打磨后的锻件成品表面喷涂图案。
[0024]本专利技术还提供一种双曲面不锈钢结构，应用本专利技术所述的双曲面不锈钢结构成型方法锻造成型。
[0025]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0026]1.本专利技术提供的双曲面不锈钢结构成型方法，通过先制备不锈钢结构本体的等比例缩小的实物模型，能够实际模拟双曲面不锈钢结构各处的弯曲程度和双曲面不锈钢结构各处支撑所需的厚度信息。然后通过扫描实物模型得到数字模型，获取双曲面不锈钢结构中各处的弯曲程度数据，通过便于吊装、便于连接、便于加工等待分割数据对数字模型进行面板分段，得到多个数字双曲面板单元。不锈钢结构本体在实际施工时需要利用龙骨支撑，在制备等比例缩小实物模型时，实物模型体积较小，结构自身的支撑强度足以对其进行支撑，使双曲面不锈钢结构保持设计形状。根据数字双曲面板单元形状信息和弯曲程度数据构造数字龙骨，最终根据数字龙骨和不锈钢单元锻造成型最终的大型双曲面不锈钢结构。通过预先制备仅包括双曲面不锈钢结构本体的等比例缩小实物模型，然后通过对实物模型扫描生成数字模型，对数字模型分段后生成大型双曲面不锈钢结构中的龙骨结构。通过龙
骨和不锈钢单元进行分段锻造，锻造完成后将不锈钢单元安装在龙骨的对应位置，即可完成大型双曲面不锈钢结构的锻造成型。能够有效避免直接利用计算机生成的模型进行浇筑成型后，由于模拟数据与实际数据不符导致的结构成型后局部完全形状或尺寸发生偏差导致的整体结构均需要重新浇筑成型。大大简化了大型双曲面不锈钢结构景观雕塑的成型过程，能够提升大型双曲面不锈钢结构景观雕塑的成型精度。
[0027]2.本专利技术提供的双曲面不锈钢结构成型方法，构造数字龙骨步骤包括：确定数字模型中参数化构件的约束基点，根据数字模型的布置信息和所述约束基点构建参数化构件的参数化族，进而配置参数化构件摆放时对应的参照平面；所述参数化构件包括天地龙骨、竖向龙骨、横向龙骨和双曲面板；所述布置信息包括模型顶部轮廓线和尺寸数据；根据数字模型的布置信息确定竖向龙骨的布置点；对竖向龙骨的布置点处理横向龙骨轮廓线，并将横向龙骨轮廓线的中心点位作为横向龙骨的布置点；根据参数化构件的参照平面构件各个布置点所对应的三维工作平面，完成数字龙骨的构造。利用数字模型来生成数字龙骨的构造，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双曲面不锈钢结构成型方法，其特征在于，包括以下步骤：制备不锈钢结构本体等比例缩小的实物模型；对所述实物模型进行数字扫描得到不锈钢结构本体的数字模型，获取所述数字模型各处的弯曲程度数据，根据待分割数据对数字模型进行面板分段得到数字双曲面板单元，根据数字双曲面板单元和弯曲程度数据构造数字龙骨；根据数字龙骨锻造成型龙骨本体，根据数字双曲面板单元形状和弯曲程度数据锻造成型双曲面不锈钢单元，将不锈钢单元固定安装到龙骨本体的对应位置，完成双曲面不锈钢结构的成型。2.根据权利要求1所述的双曲面不锈钢结构成型方法，其特征在于，构造数字龙骨步骤包括：确定数字模型中参数化构件的约束基点，根据数字模型的布置信息和所述约束基点构建参数化构件的参数化族，进而配置参数化构件摆放时对应的参照平面；所述参数化构件包括天地龙骨、竖向龙骨、横向龙骨和双曲面板；所述布置信息包括模型顶部轮廓线和尺寸数据；根据数字模型的布置信息确定竖向龙骨的布置点；对竖向龙骨的布置点处理得到横向龙骨轮廓线，并将横向龙骨轮廓线的中心点位作为横向龙骨的布置点；根据参数化构件的参照平面构建各个布置点所对应的三维工作平面，完成数字龙骨的构造。3.根据权利要求2所述的双曲面不锈钢结构成型方法，其特征在于，确定数字模型中参数化构件的约束基点包括：确定天地龙骨以其端部中点为约束基点；确定竖向龙骨以其端部中点为约束基点；确定横向龙骨以其中段中心点为约束基点；确定双曲面板以竖向龙骨的中线与横向龙骨的中线交点为约束基点。4.根据权利要求2或3所述的双曲面不锈钢结构成型方法，其特征在于，构造数字龙骨步骤后，还包括：获取横向龙骨轮廓线的起点和终点作为基准平面点，根据参数化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岩，张新贺，宋利鹏，丁九洲，闵省人，马梓轩，闫兆鲁，俞浩，
申请(专利权)人：中建科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：