CN104834797B - 一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，包括设计工作预备，绘制正身椽，确定翼角空间尺寸，以角梁中心求得曲线半径，翼角新的三维空间的数据，制翼角椽铰尾，绘制三维空间翘飞椽点，绘制翘飞椽，绘制翼角两椽底托网，绘制托网尺寸数值图，衬头木绘制，翼角三托网定位及生产浇筑砼等十四个步骤，本发明一面有效规范了仿古建筑翼角结构设计流程，并有助于建立翼角设计数据库，从而可极大的提高仿古建筑中翼角结构的精确性和高效性，提高了翼角设计工作的工作效率及工作质量，另一方面也有助于提高翼角结构实际生产制备的精确性，将少物料损耗，提高产品的生产质量，从而达到降低建筑物施工成本，提高建筑物施工质量的效果。

Description

一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法

技术领域

本发明涉及一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，属仿古建筑翼角生产及施工技术领域。

背景技术

目前一方面随着人们对传统建筑文化传承的需要，另一方面本着提高建筑物美观性和建筑物质量，并降低建筑物建设和施工成本，因此出现了大量的复古风格建筑，而翼角结构则是传统建筑风格的突出体现，但在施工中发现，由于传统古代建筑的翼角结构材质木质，其设计方式多以手工绘制平面二维图为主，由于木质结构具有较好的可塑性，因此对设计图的结构误差较大，但当前在进行进行翼角结构施工时，则是使用结构硬度极大的钢筋混凝土结构，因此要求当前的翼角结构施工图纸精度较高，以避免因图纸误差而造成了翼角结构生产后组装误差大，一方面影响建筑的施工效率和质量，另一方面也导致翼角结构的生产及使用成本极高，但利用传统的二维平面手工绘制的设计图一方面绘制难度大，工作效率低下，另一方面图纸误差较大，且无法对图纸所设计的零部件进行组装验证，于此同时对不同的翼角结构均需做大量的重复工作，进一步增加了翼角设计工作的工作量，降低了工作效率，且通用性及规范性极差，因此针对这一现状，需要开发一种基于计算机辅助设计的规范性及通用性好，并具备良好的数据存档和结构仿真验证能力的全新的仿古建筑翼角结构设计方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明的目的是提供本发明提供一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，包括如下步骤：

第一步，设计工作预备，在进行仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工前，首先获取仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，并同时在相关的设计用计算机上安装相应的计算机三维辅助设计软件，并运行该软件，一方面设置相应的设计参数，另一方面建立相应的仿古建筑砼翼角设计存档文件；

第二步，绘制正身椽，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，在计算机三维辅助设计软件中，绘制出复合平面图纸结构及尺寸要求的正身椽及其相关的结构部件的三维结构图，并根据现场实际施工情况确正身椽相关的定挑檐檩、正心桁、下金檩、飞椽、挑檐椽的实际施工尺寸；

第三步，确定翼角空间尺寸，完成正身椽绘制后，将主视窗口转换成西南等轴侧视窗口，并根据主绘图绘制步架、平出、冲出结构及尺寸，并依据古建筑翼角冲三翘四定律，计算得到飞椽、挑檐椽与仔角梁和老角梁的空间高度并在图上标记，然后依据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中的水平距、冲出尺寸及翘高尺寸求得翼角水平圆半径和倾角圆半径并在图上标记，然后在绘图区内按照仿古建筑砼翼角设计平面图纸及实际施工安装连接位置，绘制飞椽、挑檐椽水平距和冲出结构并获得其相应的结构尺寸，并将相关的尺寸利用电子表格Ecxel进行记录存档，同时另绘制三维图形的平面投影图；

第四步，以角梁中心求得曲线半径，首先结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸将角梁的里侧线绘制完成，然后将0.8椽径分别绘出翼角的后尾线定点，并根据根据角梁翼角椽的椽槽上皮边缘，将翼角椽后尾线绘制在角梁椽槽线上，同时另根据大小连檐的水平半径，在三维图形的平面投影图上以正身椽的飞椽、挑檐椽起翘点为基点，采用三点定弧圆心、起点、半径画出大连檐、小连檐的冲出弧线，并利用第三步获得的电子表格Ecxel中已求得的空间弧线半径和倾斜角度，在起翘点飞椽头和翼角椽头部定点，绘制出与水平冲出弧线以上相对应的空间三维弧线，并最终将第一翼角椽与第一翘飞椽三维接结构图绘制完成；

第五步，翼角新的三维空间的数据，以第四步中得到的第一翘飞椽的三维空间结构数据为依据，通过计算获得新的三维空间尺寸求得翼角结构数据；

第六步，翘飞椽椽档绘制，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中大连檐水平半径按照椽数量、外弧半径及分档点绘制到三维图形的平面投影图中，并绘制出分档点与椽后尾点间连线，然后向三维结构图引垂线并三维结构图连接，则交点处便是翼角椽点位置；

第七步，制翼角椽铰尾，根据三维图形的平面投影图中大连檐分弧点和后尾定点连线，确定小连檐处的翼角椽的椽位定点，然后根据三维图形的平面投影图内的翼角椽定位点向三维结构图内做垂直连接线并得到定位交点，得到翼角椽端部定位点，然后分别绘制出翼角椽，再将大连檐椽间中心点和翼角椽后尾点的中心点以直线进行连接，从而得到铰椽尾的；

第八步，绘制三维空间翘飞椽点，在据三维图形的平面投影图内，将大连檐处的分弧点分别向三维结构图内做垂直连接线并与三维空间弧线相交，交点则为翘飞椽头部的中心点；

第九步，绘制翘飞椽，根据之前所确定好的翘飞椽与翼角椽的头部定位点绘制出翘飞椽的中心线，并确定翘飞椽中部翘飞母的位置尺寸，然后结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出所有的翘飞椽三维结构图；

第十步，绘制翼角两椽底托网，根据之前获得的各相关尺寸，并结合古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出托网木及翼角椽头部下楞的托网木；

第十一步，绘制托网尺寸数值图，根据三维图形的平面投影图内相应的投影线，分别绘制出大连檐托网木及小连檐拖网木的相应尺寸，另将椽头槽及各椽位中心线绘制处，并将大连檐托网的相应尺寸在椽头槽及各椽位中心线相应位置处进行标记，并标出相应的椽距翘飞点的各个尺寸、小连檐托网木的长度和弧线的高差及小连檐托网木的弧度半径值；

第十二步，衬头木绘制，完成翼角三维绘图后，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸中各椽碗位置和尺寸相应参数，进行衬头木绘制，绘制时首先一方面在挑檐檩上相应的位置按衬头木的厚度进行标记画出一矩形长方体，然后选定翼角椽在衬头木外的相应尺寸绘制圆形结构体，并将该圆形结构体与挑檐檩上的矩形长方体向结合即可得到衬头木的初步结构，然后在衬头木的初步结构绘制椽碗结构，并通过椽碗上的椽中心点位置并进行相应尺寸标记即可；

第十三步，翼角三托网定位，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸、三维结构图及三维图形的平面投影图中的相关参数，对翼角中的衬头木、大连檐处托翘飞椽木、小连檐处托檐椽木间的连接定位参数进行验证及修正，验证及修正合格后再进行下一步操作，验证及修正不合格则回到第三步重新进行设计计算；

第十四步，生产浇筑砼，经过验证及修正合格后，则可根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及通过计算机辅助设计获得的三维视图中的相关参数进行翼角各零部件商砼浇筑成型作业，以备建筑施工使用需要。

进一步的，所述的第一步中所述的计算机三维辅助设计软件为AuTo CAD、Proe及solidworks中的任意一种。

进一步的，所述的第六步中，第一翘飞椽与第一翼角椽的出头，翘飞椽比仔角梁头退1.5倍椽径距离，翼角椽比老角梁头退进1倍椽径。

本发明所采用的施工方法，使用灵活方便，通用性强，可满足多种类型的仿古建筑物翼角结构的设计及施工需要，并一面有效的规范了仿古建筑翼角结构设计流程，并有助于建立翼角设计数据库，从而可极大的提高仿古建筑中翼角结构的精确性和高效性，提高了翼角设计工作的工作效率及工作质量，另一方面也有助于提高翼角结构实际生产制备的精确性，将少物料损耗，提高产品的生产质量，从而达到降低建筑物施工成本，提高建筑物施工质量的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明制造工艺流程图；

图2为本发明电子表格Ecxel表示意图；

图3为本发明计算机辅助设计截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，包括如下步骤：

第一步，设计工作预备，在进行仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工前，首先获取仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，并同时在相关的设计用计算机上安装相应的计算机三维辅助设计软件，并运行该软件，一方面设置相应的设计参数，另一方面建立相应的仿古建筑砼翼角设计存档文件；

第二步，绘制正身椽，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，在计算机三维辅助设计软件中，绘制出复合平面图纸结构及尺寸要求的正身椽及其相关的结构部件的三维结构图，并根据现场实际施工情况确正身椽相关的定挑檐檩、正心桁、下金檩、飞椽、挑檐椽的实际施工尺寸；

第三步，确定翼角空间尺寸，完成正身椽绘制后，将主视窗口转换成西南等轴侧视窗口，并根据主绘图绘制步架、平出、冲出结构及尺寸，并依据古建筑翼角冲三翘四定律，计算得到飞椽、挑檐椽与仔角梁和老角梁的空间高度并在图上标记，然后依据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中的水平距、冲出尺寸及翘高尺寸求得翼角水平圆半径和倾角圆半径并在图上标记，然后在绘图区内按照仿古建筑砼翼角设计平面图纸及实际施工安装连接位置，绘制飞椽、挑檐椽水平距和冲出结构并获得共相应的结构尺寸，并将相关的尺寸利用电子表格

Ecxel进行记录存档，同时另绘制三维图形的平面投影图；

第四步，以角梁中心求得曲线半径，首先结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸将角梁的里侧线绘制完成，然后将0.8椽径分别绘出翼角的后尾线定点，并根据根据角梁翼角椽的椽槽上皮边缘，将翼角椽后尾线绘制在角梁椽槽线上，同时另根据大小连檐的水平半径，在三维图形的平面投影图上以正身椽的飞椽、挑檐椽起翘点为基点，采用三点定弧圆心、起点、半径画出大连檐、小连檐的冲出弧线，并利用第三步获得的电子表格Ecxel中已求得的空间弧线半径和倾斜角度，在起翘点飞椽头和翼角椽头部定点，绘制出与水平冲出弧线以上相对应的空间三维弧线，并最终将第一翼角椽与第一翘飞椽三维接结构图绘制完成；

第五步，翼角新的三维空间的数据，以第四步中得到的第一翘飞椽的三维空间结构数据为依据，通过计算获得新的三维空间尺寸求得翼角结构数据；

第六步，翘飞椽椽档绘制，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中大连檐水平半径按照椽数量、外弧半径及分档点绘制到三维图形的平面投影图中，并绘制出分档点与椽后尾点间连线，然后向三维结构图引垂线并三维结构图连接，则交点处便是翼角椽点位置；

第七步，制翼角椽铰尾，根据三维图形的平面投影图中大连檐分弧点和后尾定点连线，确定小连檐处的翼角椽的椽位定点，然后根据三维图形的平面投影图内的翼角椽定位点向三维结构图内做垂直连接线并得到定位交点，得到翼角椽端部定位点，然后分别绘制出翼角椽，再将大连檐椽间中心点和翼角椽后尾点的中心点以直线进行连接，从而得到铰椽尾的；

第八步，绘制三维空间翘飞椽点，在据三维图形的平面投影图内，将大连檐处的分弧点分别向三维结构图内做垂直连接线并与三维空间弧线相交，交点则为翘飞椽头部的中心点；

第九步，绘制翘飞椽，根据之前所确定好的翘飞椽与翼角椽的头部定位点绘制出翘飞椽的中心线，并确定翘飞椽中部翘飞母的位置尺寸，然后结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出所有的翘飞椽三维结构图；

第十步，绘制翼角两椽底托网，根据之前获得的各相关尺寸，并结合古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出托网木及翼角椽头部下楞的托网木；

第十一步，绘制托网尺寸数值图，根据三维图形的平面投影图内相应的投影线，分别绘制出大连檐托网木及小连檐拖网术的相应尺寸，另将椽头槽及各椽位中心线绘制处，并将大连檐托网的相应尺寸在椽头槽及各椽位中心线相应位置处进行标记，并标出相应的椽距翘飞点的各个尺寸、小连檐托网木的长度和弧线的高差及小连檐托网木的弧度半径值；

第十二步，衬头木绘制，完成翼角三维绘图后，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸中各椽碗位置和尺寸相应参数，进行衬头木绘制，绘制时首先一方面在挑檐檩上相应的位置按衬头木的厚度进行标记画出一矩形长方体，然后选定翼角椽在衬头木外的相应尺寸绘制圆形结构体，并将该圆形结构体与挑檐檩上的矩形长方体向结合即可得到衬头木的初步结构，然后在衬头木的初步结构绘制椽碗结构，并通过椽碗上的椽中心点位置并进行相应尺寸标记即可；

第十三步，翼角三托网定位，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸、三维结构图及三维图形的平面投影图中的相关参数，对翼角中的衬头木、大连檐处托翘飞椽木、小连檐处托檐椽木间的连接定位参数进行验证及修正，验证及修正合格后再进行下一步操作，验证及修正不合格则回到第三步重新进行设计计算；

第十四步，生产浇筑砼，经过验证及修正合格后，则可根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及通过计算机辅助设计获得的三维视图中的相关参数进行翼角各零部件商砼浇筑成型作业，以备建筑施工使用需要。

本实施例中，所述的第一步中所述的计算机三维辅助设计软件为AuTo CAD、Proe及solidworks中的任意一种。

本实施例中，所述的第六步中，第一翘飞椽与第一翼角椽的出头，翘飞椽比仔角梁头退1.5倍椽径距离，翼角椽比老角梁头退进1倍椽径。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，其特征在于：所述的仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法包括如下步骤：

第一步，设计工作预备，在进行仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工前，首先获取仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，并同时在相关的设计用计算机上安装相应的计算机三维辅助设计软件，并运行该软件，一方面设置相应的设计参数，另一方面建立相应的仿古建筑砼翼角设计存档文件；

第二步，绘制正身椽，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及相关参数关系，在计算机三维辅助设计软件中，绘制出复合平面图纸结构及尺寸要求的正身椽及其相关的结构部件的三维结构图，并根据现场实际施工情况确正身椽相关的定挑檐檩、正心桁、下金檩、飞椽、挑檐椽的实际施工尺寸；

第三步，确定翼角空间尺寸，完成正身椽绘制后，将主视窗口转换成西南等轴侧视窗口，并根据主绘图绘制步架、平出、冲出结构及尺寸，并依据古建筑翼角冲三翘四定律，计算得到飞椽、挑檐椽与仔角梁和老角梁的空间高度并在图上标记，然后依据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中的水平距、冲出尺寸及翘高尺寸求得翼角水平圆半径和倾角圆半径并在图上标记，然后在绘图区内按照仿古建筑砼翼角设计平面图纸及实际施工安装连接位置，绘制飞椽、挑檐椽水平距和冲出结构并获得其相应的结构尺寸，并将相关的尺寸利用电子表格Ecxel进行记录存档，同时另绘制三维图形的平面投影图；

第四步，以角梁中心求得曲线半径，首先结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸将角梁的里侧线绘制完成，然后将0.8椽径分别绘出翼角的后尾线定点，并根据根据角梁翼角椽的椽槽上皮边缘，将翼角椽后尾线绘制在角梁椽槽线上，同时另根据大小连檐的水平半径，在三维图形的平面投影图上以正身椽的飞椽、挑檐椽起翘点为基点，采用三点定弧圆心、起点、半径画出大连檐、小连檐的冲出弧线，并利用第三步获得的电子表格Ecxel中已求得的空间弧线半径和倾斜角度，在起翘点飞椽头和翼角椽头部定点，绘制出与水平冲出弧线相对应的空间三维弧线，并最终将第一翼角椽与第一翘飞椽三维接结构图绘制完成；

第五步，翼角新的三维空间的数据，以第四步中得到的第一翘飞椽的三维空间结构数据为依据，通过计算获得新的三维空间尺寸求得翼角结构数据；

第六步，翘飞椽椽档绘制，根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸中大连檐水平半径按照椽数量、外弧半径及分档点绘制到三维图形的平面投影图中，并绘制出分档点与椽后尾点间连线，然后向三维结构图引垂线并三维结构图连接，则交点处便是翼角椽点位置；

第七步，制翼角椽铰尾，根据三维图形的平面投影图中大连檐分弧点和后尾定点连线，确定小连檐处的翼角椽的椽位定点，然后根据三维图形的平面投影图内的翼角椽定位点向三维结构图内做垂直连接线并得到定位交点，得到翼角椽端部定位点，然后分别绘制出翼角椽，再将大连檐椽间中心点和翼角椽后尾点的中心点以直线进行连接，从而得到铰椽尾的；

第八步，绘制三维空间翘飞椽点，在据三维图形的平面投影图内，将大连檐处的分弧点分别向三维结构图内做垂直连接线并与三维空间弧线相交，交点则为翘飞椽头部的中心点；

第九步，绘制翘飞椽，根据之前所确定好的翘飞椽与翼角椽的头部定位点绘制出翘飞椽的中心线，并确定翘飞椽中部翘飞母的位置尺寸，然后结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出所有的翘飞椽三维结构图；

第十步，绘制翼角两椽底托网，根据之前获得的各相关尺寸，并结合古建筑砼翼角设计平面图纸在三维结构图中绘制出托网木及翼角椽头部下楞的托网木；

第十一步，绘制托网尺寸数值图，根据三维图形的平面投影图内相应的投影线，分别绘制出大连檐托网木及小连檐拖网木的相应尺寸，另将椽头槽及各椽位中心线绘制处，并将大连檐托网的相应尺寸在椽头槽及各椽位中心线相应位置处进行标记，并标出相应的椽距翘飞点的各个尺寸、小连檐托网木的长度和弧线的高差及小连檐托网木的弧度半径值；

第十二步，衬头木绘制，完成翼角三维绘图后，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸中各椽碗位置和尺寸相应参数，进行衬头木绘制，绘制时首先一方面在挑檐檩上相应的位置按衬头木的厚度进行标记画出一矩形长方体，然后选定翼角椽在衬头木外的相应尺寸绘制圆形结构体，并将该圆形结构体与挑檐檩上的矩形长方体向结合即可得到衬头木的初步结构，然后在衬头木的初步结构绘制椽碗结构，并通过椽碗上的椽中心点位置并进行相应尺寸标记即可；

第十三步，翼角三托网定位，结合仿古建筑砼翼角设计平面图纸、三维结构图及三维图形的平面投影图中的相关参数，对翼角中的衬头木、大连檐处托翘飞椽木、小连檐处托檐椽木间的连接定位参数进行验证及修正，验证及修正合格后再进行下一步操作，验证及修正不合格则回到第三步重新进行设计计算；

第十四步，生产浇筑砼，经过验证及修正合格后，则可根据仿古建筑砼翼角设计平面图纸及通过计算机辅助设计获得的三维视图中的相关参数进行翼角各零部件商砼浇筑成型作业，以备建筑施工使用需要。

2.根据权利要求1所述的一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，其特征在于：所述的第一步中所述的计算机三维辅助设计软件为AuTo CAD、Proe及solidworks中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种仿古建筑砼翼角基于计算机辅助设计及施工方法，其特征在于：所述的第六步中，第一翘飞椽与第一翼角椽的出头，翘飞椽比仔角梁头退1.5倍椽径距离，翼角椽比老角梁头退进1倍椽径。