CN103389081A - 管桁架次杆相贯口空间的定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种管桁架次杆相贯口空间的定位方法，该方法是定位次杆在主杆件上位置的方法，所述的定位方法是三点定位法,其方法步骤是：利用设计软件对钢桁架进行三维实体建模，并对建模后的各主次杆件模型节点处进行布尔运算，留下一道相贯线轨迹线，并在相贯线轨迹线上确定任意的三个特征点；对步骤确立的三个特征点逐一进行相对尺寸位置的标注，选择的此三个特征点的相对坐标利用计量尺在主杆上直接放样和画出，次杆即可按照此轮廓进行定位组装。本发明通过三个特征点，快速且相对精确的定位次杆在主杆件上位置，采用计算机放样和实体放样两个过程，既满足钢结构定位的基本精度要求，又能缩短放样和杆件定位时间，工作效率高。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构深化设计、二次工艺放样的一套服务于钢结构加工制作杆件组装
和杆件高空吊装就位的三维空间定位方法，特别是涉及一种管桁架次杆相贯口空间的定位方法。
背景技术
传统的钢结构加工工艺的放样方法是采用详图设计平面的尺寸直接放样，这种方法仅仅适用于规则的钢结构，即实际结构的平面投影和详图设计图纸设计的标注尺寸可以一一对应，图纸平面标注尺寸可以直接指导现场的钢柱、钢梁及桁架等构件的拼装和构件的安装定位。由于目前的钢结构设计呈现构造独特，空间变化复杂及其不规则，钢结构详图深化设计日趋复杂。因此传统的钢结构加工工艺放样技术无法直接利用钢结构深化设计详图，无法满足现场的施工要求，尤其是钢结构主体应用越来越多的管结构，并且此类钢管结构大量采用的是钢桁架形式，其节点形式往往为钢管和钢管的直接相贯连接。因其相贯节点的自身空间特点，相关节点处的相贯线无法直接采取平面设计，并且相贯线无明显的特征点不利于设计描述和尺寸标注等，必须要求钢结构的放样依据钢结构深化设计的三维建模和建模后处理，进行构件的特征点的三维放样，也必须要找出三维放样点数和最佳效率的平衡。
发明内容
本发明的发明目的在于针对现有技术相关节点处的相贯线无法直接采取平面设计，相贯线无明显的特征点不利于设计描述和尺寸标注等不足，提供一种选择三点进行定位，既满
足钢结构定位的基本精度要求，又能缩短放样和杆件定位时间提高工作效率的管桁架次杆相贯口空间的定位方法。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种管桁架次杆相贯口空间的定位方法，该方法是定位次杆在主杆件上位置的方法，所述的定位方法是三点定位法, 其方法步骤是：
⑴建模：利用设计软件对钢桁架进行三维实体建模，并对建模后的各主次杆件模型节点处进行布尔运算，形成与实物杆件接近的仿真状态后对主次杆件相交外表面的相贯线处进行印迹处理，留下一道相贯线轨迹线，并在相贯线轨迹线上确定任意的三个特征点；
⑵相对位置标注：以钢桁架主杆与次杆相交节点为相对坐标系基准点，对步骤⑴确立的三个特征点逐一进行相对尺寸位置的标注，在相交节点上绘制主管径向剖面圆，对相贯口型的相对位置关系进行标注，标注起源点为主管剖面圆零度象限点,标注的方式采用轴测视图下的三维标注，标注尺寸为钢管外表面尺寸，在标注图纸上分别标注出次杆上口、下口和安装方向；
⑶尺寸放样：依据步骤⑵上选择的此三个特征点的相对坐标利用计量尺在主杆上直接放样和画出，放样后利用石笔连线绘制形成相贯线口型的简易轮廓，次杆即可按照此轮廓进行定位组装。
进一步地，所述的三个特征点三点间连接后形成锐角三角形。
进一步地，所述的放样是计算机放样和实体放样两个过程。
进一步地，所述的计算机放样是通过在建模实体相交后进行主次管模型之间的布尔运算，通过布尔运算得到次管相贯口型，并通过次管相贯口型和主管之间的相对位置关系来定义次管相贯口型（相贯线）上的任意三点相对坐标的过程，此三点的坐标是通过在计算机模型上完成。
进一步地，所述的实体放样方法是利用样板工具，找出位于主管上的主次管相交圆截面，并依据主次管相贯线和此圆截面及主管的中心线的相对坐标关系利用计量工具直接绘制以上任意三点于主管外皮表面上的过程方法。
进一步地，所述的实体放样方法使用的样板工具是油毡、薄铁皮，计量工具是钢尺、角尺和磁力线坠。
进一步地，所述次杆的外表面轮廓在安装过程中经过上口、下口均匀的调整涵盖三个特征点。
进一步地，所述的设计软件是AUTOCAD或Tekla Structure软件。
采用上述技术方案，本发明通过位于相贯接口相贯线轨迹上的三个特征点，来快速且相对精确的定位次杆（钢管）在主杆件（钢管）上位置，一根次杆需在上口、下口各选择三个特征点分别定位。采用计算机放样和实体放样两个过程，既满足钢结构定位的基本精度要求，又能缩短放样和杆件定位时间，工作效率高。
附图说明
图1是本发明选择特征点示意图。
图2是本发明放样过程示意图。
图3、图4是本发明标注示意图。
图中，主杆1，上口2，次杆3，下口4，相贯线轨迹线5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
本发明公开的是一种管桁架次杆相贯口三点定位法，该方法适应当前管桁架结构管管相贯节点的装配，通过位于相贯接口相贯线轨迹上的三个特征点，来快速且相对精确的定位次杆在主杆件上位置的方法。管桁架次杆相贯口采用三点定位法，其步骤是：
在一根次杆3的上口、下口各选择三个特征点分别定位。所述的次杆3、主杆1均为钢管。
首先建模：利用AUTOCAD对钢桁架进行三维实体建模，并对建模后的各主次杆件模型节点处进行布尔运算，形成与实物杆件接近的仿真状态后对主次杆件相交外表面的相贯线处进行印迹处理，留下一道相贯线轨迹线，并在相贯线轨迹线上确定任意的三个特征点，三点间连接后形成锐角三角形。
对确立的三个特征点逐一进行相对尺寸位置（坐标）的标注，此标注依据的相对坐标系基准是位于钢桁架主杆1上与次杆3相交节点（结构节点）。并在此节点上绘制主管径向剖面圆和相贯口型的相对位置关系进行标注，标注起源点为主杆1剖面圆零度象限点。
标注尺寸为钢管外表面尺寸,标注的方式采用轴测视图下的三维标注，标注的图纸必须分别标注出次杆上、下口和安装方向，依据此三个特征点的相对坐标利用钢卷尺和钢直尺在主杆1上直接放样和画出。放样后利用石笔简单连线绘制形成相贯线口型的简易轮廓，次杆即可按照此轮廓进行定位组装，次杆的外表面轮在安装过程中经过上、下口均匀调整廓涵盖此三点即达到组装要求。
具体实施例
本实施例以典型的管桁架结构管管相贯节点的装配为例，利用AUTOCAD进行钢桁架的建模，并对建模后的各主、次杆件模型进行布尔运算，形成与实物杆件接近的仿真状态后对主、次杆件相交外表面的相贯线处进行印迹处理，留下一道相贯线轨迹线，并在相贯线轨迹线上确定任意的三个特征点，如图1，定位次杆（钢管）3在主杆件（钢管）1上的位置，定位方法是：在一根次杆3的上口2、下口4各选择三个特征点分别定位，三个特征点间连接后形成锐角三角结构，定位次杆（钢管）3在主杆件（钢管）1上的位置。
见图2，以下口定位为例，叙述放样过程,取相贯线轨迹线5上任意点A、B、C。此三点的坐标标注依据的相对坐标系基准是位于钢桁架主杆1上与次杆3相交节点（结构节点）D。绘制过此节点D的径向剖面圆E和在径向剖面圆E上以其零度象限点F为标注起源点。
如图3,相贯口型环向X方向上的相对位置关系Ax、Bx、Cx，用弧线标注，再延主杆1延长方向（即剖切圆平面外）描述长度方向上（Y方向）的相对位置关系Ay、By、Cy,如图4所示，标注尺寸为钢管外表面尺寸,标注的方式采用轴测视图下的三维标注，标注的图纸分别标注出次杆3上、下口和安装方向N（如图3、4所示），对上口2、下口4已确立的三个特征点逐一进行相对尺寸位置的标注。依据此三个特征点的相对坐标（X\Y方向坐标）利用钢卷尺和钢直尺在主杆1上直接放样和画出。放样是计算机放样和实体放样两个过程。本实施例采用计算机放样，计算机放样是通过在建模实体相交后进行主次管模型之间的布尔运算，通过布尔运算得到次管相贯口型，并通过次管相贯口型和主管之间的相对位置关系来定义次管相贯口型（相贯线）上的任意三点相对坐标的过程，此三点的坐标是通过在计算机模型上完成的，需在几次转换相对坐标系下情况才能完成。
采用实体放样，实体放样的方法是运用油毡、薄铁皮等样板工具，找出位于主管上的主次管相交圆截面，并依据主次管相贯线和此圆截面及主管的中心线的相对坐标关系利用计量工具-钢尺、角尺、磁力线坠等工具直接绘制以上任意三点（通过计算机放样得到的）于主管外皮表面上的过程方法。放样后利用石笔简单连线绘制形成相贯线口型的简易轮廓，次杆3即可按照此轮廓进行定位组装，次杆3的外表面轮廓在安装过程中经过上、下口均匀调整涵盖此三点即达到组装要求。
本发明使用的设计软件是AUTOCAD或Tekla Structure软件。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种管桁架次杆相贯口空间的定位方法，该方法是定位次杆在主杆件上位置的方法，其特征在于，所述的定位方法是三点定位法, 其方法步骤是：
⑴建模：利用设计软件对钢桁架进行三维实体建模，并对建模后的各主次杆件模型节点处进行布尔运算，形成与实物杆件接近的仿真状态后对主次杆件相交外表面的相贯线处进行印迹处理，留下一道相贯线轨迹线，并在相贯线轨迹线上确定任意的三个特征点；
⑵相对位置标注：以钢桁架主杆与次杆相交节点为相对坐标系基准点，对步骤⑴确立的三个特征点逐一进行相对尺寸位置的标注，在相交节点上绘制主管径向剖面圆，对相贯口型的相对位置关系进行标注，标注起源点为主管剖面圆零度象限点,标注的方式采用轴测视图下的三维标注，标注尺寸为钢管外表面尺寸，在标注图纸上分别标注出次杆上口、下口和安装方向；
⑶尺寸放样：依据步骤⑵上选择的此三个特征点的相对坐标利用计量尺在主杆上直接放样和画出，放样后利用石笔连线绘制形成相贯线口型的简易轮廓，次杆即可按照此轮廓进行定位组装。
2.根据权利要求1所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的三个特征点三点间连接后形成锐角三角形。
3.根据权利要求1所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的放样是计算机放样和实体放样两个过程。
4.根据权利要求3所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的计算机放样是通过在建模实体相交后进行主次管模型之间的布尔运算，通过布尔运算得到次管相贯口型，并通过次管相贯口型和主管之间的相对位置关系来定义次管相贯口型（相贯线）上的任意三点相对坐标的过程，此三点的坐标是通过在计算机模型上完成的。
5.根据权利要求3所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的实体放样方法是利用样板工具，找出位于主管上的主次管相交圆截面，并依据主次管相贯线和此圆截面及主管的中心线的相对坐标关系利用计量工具直接绘制以上任意三点于主管外皮表面上的过程方法。
6.根据权利要求5所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的实体放样方法使用的样板工具是油毡、薄铁皮，计量工具是钢尺、角尺、磁力线坠。
7.根据权利要求1所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述次杆的外表面轮廓在安装过程中经过上口、下口均匀的调整涵盖三个特征点。
8.根据权利要求1所述的管桁架次杆相贯口空间的定位方法，其特征在于，所述的设计软件是AUTOCAD或Tekla Structure软件。
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