CN104841998B - “v”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法，包括步骤一，建立坐标系，确定切割轮廓线的数学表达式；步骤二，在圆柱模板的下半部分确定半椭圆的切割点，根据切割轮廓线的数学表达式和切割点横坐标的取值范围，切割点的横坐标每取一个值就对应地得到一个H和L值，从而在圆柱模板的下半部分确定一个切割点；步骤三，通过步骤二的方法确定一系列切割点，再沿着各切割点依次进行切割实现“V”型圆柱节点部位的圆柱模板下料。该方法能够准确的控制切割轮廓线的精度，从而有效地避免了两个圆柱模板结合部分的偏差。

Description

“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法

技术领域

本发明涉及一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法。

背景技术

随着建筑技术的不断提高，建筑造型更趋新颖、多样化，现浇钢筋混凝土“V”型圆柱结构被越来越多的应用于工程中。但是现浇钢筋混凝土“V”型圆柱节点部位的模板施工却成为一大难点，施工技术要求高、难度大，对工程的质量具有重要影响。一般“V”型圆柱节点部位施工多采用定型钢模或者定型玻璃钢模，但由于钢模板造价及运输成本高、重量大、拆装繁琐、占用人力等缺点，成为施工过程中一道较为复杂的工序；近几年新颖的玻璃钢模板虽然解决了重量大、占用人力的局限性，但自身存在易形成气泡、圆弧变形大、易损坏等缺点，而且这两种模板在适用多节、异型结构上都有很大局的限性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法，包括如下步骤：

S1：“V”型圆柱节点部位圆柱模板由两根圆柱模板构成，所述两根圆柱模板的下半部分合二为一，所述两根圆柱模板底部相互结合部分的轮廓为半椭圆；

S2:在圆柱模板上进行切割，切割面的轮廓线为半椭圆的方法如下：

S2a:以圆柱模板底部圆心为原点，以切割面横向为X轴, 以切割面纵向为Y轴建立坐标系，建立圆柱模板切割轮廓线的方程如公式（1）：

（1）；

其中，a为椭圆的半长轴长，其值等于两根圆柱模板内的两根圆柱下半部相互开始结合的结合顶点至底部结构面的高度与圆柱模板厚度c之和，b为椭圆的短轴，其值等于圆柱模板内的形成的圆柱的直径与两倍圆柱模板厚度2c之和，X表示半椭圆上的点的横坐标，Y表示半椭圆上的点的纵坐标；

S2b:在圆柱模板的下半部分确定半椭圆的切割点，具体方法如下：

1） 通过公式（2）计算H值：

（2）；

其中表示圆柱模板与底部结构面的夹角，X的取值为，其中R为圆柱模板的内径的一半；

2） 通过公式（3）计算弧长L值：

（3）；

其中表示切割点到Y轴长度为R+c的线段与X轴的夹角；

3） X在其取值范围内每取一个值就对应地得到一个H和L值，从而在圆柱模板的下半部分确定一个切割点，

S3:通过步骤S2的方法确定一系列切割点，再沿着各切割点依次进行切割实现“V”型圆柱节点部位的圆柱模板下料。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点：

1.模板下料精度高，质量易保证。本发明利用BIM技术可实现对“V”型圆柱的空间定位和精确放样，推导出节点部位圆柱模板切割轮廓线的方程式，从而准确得出一系列切割轮廓线上的切割点，再沿各切割点位置依次进行切割，可保证“V”型圆柱模板的精确下料。

2.现场适应性强，劳动强度低。本发明所述技术可根据现场实际情况切割下料，解决“V”型圆柱节点部位模板施工的难题，切割灵活，操作方便；同时无需大型吊装设备即可完成组装，提高装模效率。

3.安全性高，绿色环保。设备投入低，作业难度小，安全防护容易，节能降耗效果明显，对周围环境影响小。

4.经济效益高。耗用人工、机械、材料费少，节约了成本。

附图说明

图1为 圆柱模板下半部分切割后的侧视图。

图2为 圆柱模板下半部分切割后的正视图。

图3为圆柱模板下料分析图。

图4为型圆柱模板弧长平面视图。

图5为圆柱节点部位圆柱模板下料图。

图6为“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料制成后的效果图。

图中，1-圆柱模板，2-为两根圆柱模板下部相互开始结合的结合顶点， 3-切割轮廓线。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“顶”、“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。

下面对本发明作进一步详细说明。

实施例：参见图1-图5，本实施例以18mm厚、3m长的半圆弧形木模板作为圆柱模板。

一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法，包括如下步骤：

S1：“V”型圆柱节点部位圆柱模板由两根圆柱模板（圆柱模板为空心）构成，所述两根圆柱模板的下半部分合二为一，所述两根圆柱模板底部相互结合部分的轮廓为半椭圆；利用BIM技术建立“V”型圆柱三维视图，剖切相贯线进行数据分析，得出所示“V”型圆柱圆柱模板下料切割轮廓线为半椭圆形式。

S2:在圆柱模板上进行切割，切割面的轮廓线为半椭圆的方法如下：

S2a: 利用数学方法，以圆柱模板底部圆心为原点，以切割面横向为X轴, 以切割面纵向为Y轴建立坐标系，建立圆柱模板切割轮廓线的方程如公式（1）：

（1）；

其中，a为椭圆的半长轴长，其值等于两根圆柱模板内的两根圆柱下半部相互开始结合的结合顶点至底部结构面的高度与圆柱模板厚度c之和， b为椭圆的短轴，其值等于圆柱模板内形成的圆柱的直径（即圆柱模板的内径）长度与两倍圆柱模板厚度2c之和，X 表示半椭圆上点的横坐标，Y 表示半椭圆上点的纵坐标。

需要说明的是，每根圆柱模板内浇筑混凝土形成圆柱，通过本方法可以得到“V”型圆柱模板，然后在其内浇筑混凝土，待凝固后拆除模板得V型圆柱。因此在上文建立圆柱模板切割轮廓线的方程时，用到了最终形成的V型圆柱中的两个圆柱的下半部分相互开始结合的结合顶点至底部结构面的高度，以及最终形成的V型圆柱中的两个圆柱的直径，该直径等于圆柱模板的内径。

S2b:在圆柱模板的下半部分确定半椭圆确定切割点，具体方法如下：

1） 通过公式（2）计算H值：

（2）；

其中表示圆柱模板与底部结构面的夹角（为方便测量可以是圆柱模板的中轴线或中心线与底部结构面的夹角），X的取值为，其中R为圆柱模板的内径的一半（即半径，具体为圆柱模板内形成的圆柱的半径）；

通过公式（3）计算弧长L值：

（3）；

其中表示表示切割点到Y轴长度为R+c的线段与X轴的夹角；

由图4可知，

（4）；

通过公式（4）可得公式（5）；

（5）；

其中要求α转化为度数,R为圆柱模板半径；

2） X在其取值范围内每取一个值就对应地得到一个H和L值，从而在圆柱模板的下半部分确定一个切割点；

为了便于施工，提高下料精度，结合圆柱模板施工特点及BIM技术三维视图，采取通过控制H值和L值进行模板下料,即对圆柱模板模板原材料纵向和横向描点，可根据实际需要控制描点的密集程度，最后沿各描点位置依次进行切割，可实现“V”型圆柱模板的精确下料。

S3:通过步骤S2的方法确定一系列切割点，再沿着各切割点依次进行切割实现“V”型圆柱节点部位的圆柱模板下料。

由公式（2）和（3）可知，除X为未知量外，其他变量均为已知，H值和L值随X值变化而变化，X取值范围为。因此可通过在X取值区间范围内取值，算出对应的H值和L值（如图5），从而得出一系列切割点，再沿着各切割点依次进行切割，可实现“V”型圆柱节点部位的圆柱模板下料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种“V”型圆柱节点部位圆柱模板下料方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：“V”型圆柱节点部位圆柱模板由两根圆柱模板构成，所述两根圆柱模板的下半部分合二为一，所述两根圆柱模板底部相互结合部分的轮廓为半椭圆；

S2:在圆柱模板上进行切割，切割面的轮廓线为半椭圆的方法如下：

S2a:以圆柱模板底部圆心为原点，以切割面横向为X轴,以切割面纵向为Y轴建立坐标系，建立圆柱模板切割轮廓线的方程如公式(1)：

$\frac{X^2}{{\left(\frac{b}{2}\right)}^2}+\frac{Y^2}{a^2}=1---\left(1\right);$

其中，a为椭圆的半长轴长，其值等于两根圆柱模板内的两根圆柱下半部相互开始结合的结合顶点至底部结构面的高度与圆柱模板厚度c之和，b为椭圆的短轴，其值等于圆柱模板内的形成的圆柱的直径与两倍圆柱模板厚度2c之和，X表示半椭圆上的点的横坐标，Y表示半椭圆上的点的纵坐标；

S2b:在圆柱模板的下半部分确定半椭圆的切割点，具体方法如下：

1)通过公式(2)计算H值：

$H=Ysin\mathrm{\β}=\sqrt{a^2-\frac{4a^2{X}^2}{b^2}}sin\mathrm{\β}---\left(2\right);$

其中β表示圆柱模板与底部结构面的夹角，X的取值为X＝(-R-c,R+c)，其中R为圆柱模板的内径的一半；

2)通过公式(3)计算弧长L值：

$L=\frac{\mathrm{\α}\mathrm{\π}(R+c)}{180}=\frac{\mathrm{\π}(R+c)}{180}\·arccos\frac{X}{R+c}---\left(3\right);$

其中α表示切割点到Y轴长度为R+c的线段与X轴的夹角；

3)X在其取值范围内每取一个值就对应地得到一个H和L值，从而在圆柱模板的下半部分确定一个切割点，

S3:通过步骤S2的方法确定一系列切割点，再沿着各切割点依次进行切割实现“V”型圆柱节点部位的圆柱模板下料。