專利名稱：一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)制作施工技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件制作方法，適用于各種空間多邊形結(jié)構(gòu)的制作。
背景技術(shù)：
民族劇院為鄂爾多斯市市級重點(diǎn)文化中心，區(qū)域性匯演中心、地區(qū)性文化產(chǎn)業(yè)基地，是第十一屆亞洲文化藝術(shù)節(jié)活動場所之一。為展現(xiàn)內(nèi)蒙古自治區(qū)、鄂爾多斯市豐富的少數(shù)民旅文化為主體，突出體現(xiàn)鄂爾多斯開放、創(chuàng)新、科學(xué)發(fā)展的精神面貌。本工程外觀呈兩個圓帽形，其設(shè)計(jì)理念之原型分別來自內(nèi)蒙古男人和女人的民族帽。整體造型為兩個帶弧扭的矩形管斜交編織而成的鋼圓帽筒，由大圓(劇院)、小圓(音樂廳)及中間連接體三個部分組成，建筑面積37800m2。由于空間曲面螺旋箱型構(gòu)件制作施工技術(shù)沒有先例可尋，我公司自行開發(fā)出一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件制作方法，開創(chuàng)了空間曲面螺旋箱型構(gòu)件制作的先河，在處理異形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組裝中經(jīng)濟(jì)效益明顯，提高了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的制作方法。此方法可為各種空間曲面螺旋多邊形鋼結(jié)構(gòu)造型提供技術(shù)指導(dǎo)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是1、采用建立實(shí)體模型的建模軟件XSTEEL軟件和繪制施工詳圖的繪圖軟件CAD繪圖軟件，結(jié)合建立空間立體結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)模型提取出單件空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的三維空間坐標(biāo)(X，Y，Z)，給出單根桿件的組裝胎具圖；2、將空間模型導(dǎo)入繪圖軟件，采用近似原理，對取出的每件構(gòu)件空間模型進(jìn)行描點(diǎn)，再利用繪圖軟件將模型展開放樣，得到箱型構(gòu)件每個面鋼板下料詳圖。3、根據(jù)單根桿件的組裝胎具圖，利用全站儀等精密測量工具按照三維坐標(biāo)搭設(shè)專用胎具，此胎具弧度與箱型構(gòu)件弧度一致且僅適用該弧度的箱型構(gòu)件制作。4、箱型構(gòu)件壁板下料采用數(shù)控切割機(jī)，鋼板下料后利用卷板機(jī)進(jìn)行壓弧。5、單件構(gòu)件在專用胎具上組裝，保證各板與胎具上的控制點(diǎn)吻合后進(jìn)行打底焊接，然后在龍門式埋弧焊機(jī)上進(jìn)行埋弧蓋面，焊接完成后將箱型構(gòu)件重新放置在原專用胎具上檢測，保證構(gòu)件外形尺寸，然后進(jìn)行整體預(yù)拼裝。6、根據(jù)安裝單元進(jìn)行預(yù)拼裝，保證構(gòu)件整體連接精度。采用近似原理，對取出的每件構(gòu)件空間模型進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合使用XSTEEL軟件和 CAD軟件，將空間螺旋構(gòu)件轉(zhuǎn)化成平面施工詳圖。本發(fā)明的有益效果是，實(shí)現(xiàn)了空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的制作，在處理空間異形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、組裝中效果明顯，提高了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。


圖1鄂爾多斯民族劇院工程CAD軟件空間三維線形建模圖。圖2鄂爾多斯民族劇院工程XSTEEL軟件空間模型圖。圖3鄂爾多斯民族劇院工程CAD軟件空間三維實(shí)體模型圖。圖4鄂爾多斯民族劇院工程CAD軟件單件構(gòu)件模型圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
采用以下步驟施工1、建模并確定桿件胎具空間位置坐標(biāo)據(jù)一次設(shè)計(jì)圖，利用CAD軟件進(jìn)行空間三維線性建模(圖1)。將CAD上線性數(shù)據(jù)導(dǎo)入X-STEEL軟件進(jìn)行空間實(shí)體建模(圖2)。根據(jù)實(shí)體模型提取出單件空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的三維空間坐標(biāo)(X，Y，Z)，給出單根桿件的組裝胎具坐標(biāo)點(diǎn)。2、下料詳圖深化將空間模型從X-STEEL軟件中再次導(dǎo)入到繪圖軟件CAD中(圖3)，實(shí)現(xiàn)將XSTEEL 中的實(shí)體模型轉(zhuǎn)換到CAD中。對取出的單件構(gòu)件空間模型(圖4)進(jìn)行描點(diǎn)，分別對各個面描點(diǎn)所得出的多段線進(jìn)行空間投影，通過展開放樣，得到箱型構(gòu)件每個面鋼板下料詳圖。鋼梁下料為弧形，在下料詳圖中每隔Im標(biāo)出矢高，以便下料后的尺寸檢查。3、專用胎具搭設(shè)由于每件箱型構(gòu)件的空間坐標(biāo)都不相同，每件桿件都需搭設(shè)專用胎具。胎具利用中厚板、工字鋼等材料在堅(jiān)實(shí)的地面上搭設(shè)。胎具控制點(diǎn)采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀進(jìn)行測量控制，保證胎具控制點(diǎn)坐標(biāo)與模型空間三維坐標(biāo)一致。4、下料箱型構(gòu)件壁板下料采用數(shù)控切割機(jī)，將展開的下料詳圖CAD程序輸入數(shù)控切割機(jī)控制程序中，自動進(jìn)行鋼板下料。下料后根據(jù)圖紙標(biāo)識的弧線矢高，檢查下料尺寸。鋼板下料尺寸無誤后，根據(jù)空間模型的弧度利用卷板機(jī)進(jìn)行壓弧，保證鋼板弧度與胎具弧度相吻
O5、組裝焊接單件構(gòu)件在專用胎具上進(jìn)行組裝，組裝時保證各板與胎具上的控制點(diǎn)吻合。組裝流程為底板上胎一組裝隔板、工藝隔板一組裝兩側(cè)腹板一焊接一蓋頂板。組裝時，根據(jù)胎具上的控制點(diǎn)調(diào)整底板位置并固定。先組裝工藝隔板，再組裝兩側(cè)腹板成U型。U型成型后進(jìn)行內(nèi)測隔板的焊接，最后進(jìn)行蓋頂板組裝尺寸合格后進(jìn)行打底焊接，然后在龍門式埋弧焊機(jī)上進(jìn)行埋弧蓋面。焊接完成后進(jìn)行將箱型構(gòu)件重新放置在原專用胎具上檢查，檢查構(gòu)件上的位置控制是否與胎具控制點(diǎn)重合，位置偏離的應(yīng)進(jìn)行矯正。6、預(yù)拼裝單件構(gòu)件制作完成后，按照安裝單元進(jìn)行整體預(yù)拼裝。拼裝時搭設(shè)整體胎具，檢查對接口尺寸，檢查尺寸合格后焊接安裝定位板。
權(quán)利要求
1. 一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的制作方法，其特征在于，(1)采用建立實(shí)體模型的建模軟件XSTEEL軟件和繪制施工詳圖的繪圖軟件CAD繪圖軟件，結(jié)合建立空間立體結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)模型提取出單件空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的三維空間坐標(biāo)(X，Y，Z)，給出單根桿件的組裝胎具圖；(2)將空間模型導(dǎo)入繪圖軟件，采用近似原理，對取出的每件構(gòu)件空間模型進(jìn)行描點(diǎn)， 再利用繪圖軟件將模型展開放樣，得到箱型構(gòu)件每個面鋼板下料詳圖；(3)根據(jù)單根桿件的組裝胎具圖，利用全站儀精密測量工具按照三維坐標(biāo)搭設(shè)專用胎具，此胎具弧度與箱型構(gòu)件弧度一致且僅適用該弧度的箱型構(gòu)件制作；(4)箱型構(gòu)件壁板下料采用數(shù)控切割機(jī)，鋼板下料后利用卷板機(jī)進(jìn)行壓??；(5)單件構(gòu)件在專用胎具上組裝，保證各板與胎具上的控制點(diǎn)吻合后進(jìn)行打底焊接，然后在龍門式埋弧焊機(jī)上進(jìn)行埋弧蓋面，焊接完成后將箱型構(gòu)件重新放置在原專用胎具上檢查，保證構(gòu)件外形尺寸，然后進(jìn)行整體預(yù)拼裝；(6)根據(jù)安裝單元進(jìn)行預(yù)拼裝，保證構(gòu)件整體連接精度。
全文摘要
一種空間曲面螺旋箱型構(gòu)件制作方法，屬于鋼結(jié)構(gòu)制作施工技術(shù)領(lǐng)域。它是利用設(shè)計(jì)軟件建立實(shí)體模型，根據(jù)空間坐標(biāo)位置搭設(shè)專用胎具，將實(shí)體模型轉(zhuǎn)化成施工詳圖，采用數(shù)控下料，再進(jìn)行卷弧。在專用胎具上組裝成型后進(jìn)行焊接，焊接完成后將箱型構(gòu)件重新放置在原專用胎具上檢查，保證構(gòu)件外形尺寸，最后進(jìn)行預(yù)拼裝以保證整體連接精度。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了空間曲面螺旋箱型構(gòu)件的制作，在處理空間異形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、組裝中效果明顯，提高了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。
文檔編號B23P15/00GK102205480SQ20101060817
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉永東, 戰(zhàn)學(xué)文, 王克文, 郭中華, 阮新偉 申請人:北京首鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司