CN111597613B - 旋转楼梯箱型梯梁建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转楼梯箱型梯梁建模方法，该方法将旋转楼梯的箱梁的截面拆开分成多个板块，对箱梁的四个面分别创建旋转的圆弧角，让箱型梯梁两侧腹板以平面旋转轴为圆心形成圆弧，该方法直接绘制成弧形板而不是折梁板，上下盖板以侧立面阶梯高差为圆弧绘制弧形板，而不是让构件形成弯扭构件，这样的建模方式避免形成弯扭构件，既方便工厂制作易于控制成品质量，又更贴近于原设计实际意图，经济方便适用。
Description
技术领域
本发明涉及螺旋建筑结构施工建模技术领域，具体是一种旋转楼梯箱型梯梁建模方法。
背景技术
随着钢结构在国内民用建筑的广泛应用,建筑造型对钢结构的制造提出了更高的要求，特别是高档别墅、展厅、休闲中心常常会碰到旋转楼梯。其中钢结构旋转楼梯结构因其占用空间较小，轻巧，流线性强，装饰效果更加美观，更能表现轻快气氛，为广大用户所青睐。钢结构旋转楼梯,由于梯梁为空间结构杆件，不同于一般钢梁，其内力分析比较复杂，同时要考虑承载力、稳定性和舒适度的问题。由于旋转是螺线型，车间很难控制梯梁的空间立体形位公差，因此钢结构旋转楼梯的车间制造工艺一直成为制造中的难点。
由于钢结构旋转楼梯梯梁建立在立体空间上，各点空间位置及各部件相互定位困难。尤其是箱型梯梁，螺旋环形向上的空间点很难精确定位。为了在实际制作时精确的定位梯梁与梯梁、梯梁与踏步板、踏步板与踏步板之间相互关系，需要利用建模软件把实际所需模型建立起来，再根据模型内的空间定位点运用到具体的施工中。
现有技术中建模时，由于箱形梯梁部分是先创建整体构件，然后根据转梯要求使构件做弧形变形，由此形成的箱梁会形成整体弯扭，其形状做成模型在实际生产时不易成型，制造时非常麻烦。
发明内容
为解决现有技术中旋转楼梯建模，箱型梯梁模型中形成弯扭构件的问题，本发明提供一种新的建模方法，能够更直观有效的处理钢结构之间刚接或铰接，避免旋转梯梁出现扭曲构件。
为达到上述发明目的，本发明提供的技术方案是：
一种旋转楼梯箱型梯梁建模方法：
1)设定建模的轴线；在轴线旁创建一条开始辅助线，确定旋转楼梯的起始位置；
2)根据旋转楼梯的旋转半径、箱型梯梁宽度和踏步宽度在开始辅助线上定点；根据旋转楼梯的旋转角度，从圆心位置创建旋转楼梯的终点辅助线；
3)以圆心为基点创建内侧箱梁两个侧板的定位圆和外侧箱梁两个侧板的定位圆；
按照内侧箱梁的定位圆、外侧箱的梁定位圆设定的位置，创建自开始辅助线起始至终点辅助线结束的内侧箱梁的两个侧板和外侧箱梁的两个侧板；
4)以圆心为基点创建踏步辅助线，根据开始辅助线和踏步辅助线确定的踏步起始位置，创建第一块踏步板，具体为：以开始辅助线、踏步辅助线与外侧箱梁内侧板定位圆的交点向内侧打剖面，然后按照踏步板的轮廓线切除多余的部分；
5)根据旋转楼梯的踏步数、踏步高度和旋转角度创建旋转楼梯其余踏步板；
6)取所有踏步板上拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第一箱梁切割线，将第一箱梁切割线上移至箱梁高度，切除内侧箱梁第一箱梁切割线以上的部分；取所有踏步板下拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第二箱梁切割线，将第二箱梁切割线下移至箱梁底面高度，切除内侧箱梁第二箱梁切割线以下的部分；
7)用步骤6的方式，切除外侧箱梁上、下多余的部分；
8)分别取内侧箱梁内侧板、外侧板的上下边线，创建内侧箱梁上、下盖板；分别取外侧箱梁内侧板、外侧板上边线，创建外侧箱梁上、下盖板。
本发明把箱梁截面拆开成多个板块，对不同面分别创建旋转的圆弧角，让箱型梯梁两侧腹板以平面旋转轴为圆心形成圆弧，它是直接绘制成弧形板而不是折梁板，上下盖板以侧立面阶梯高差为圆弧绘制弧形板，而不是让构件形成弯扭构件，这样的建模方式避免形成弯扭构件，既方便工厂制作易于控制成品质量，又更贴近于原设计实际意图，经济方便适用。
上述方法中，在进行内侧箱梁和外侧箱梁的侧板切割前，将第一箱梁辅助线上移200，第二箱梁辅助线下移450。
附图说明
图1为踏步板创建完成示意图；
图2为取踏步板上拐点创建第一箱梁切割线示意图；
图3为内侧箱梁上部切除示意图；
图4为取踏步板下拐点创建第二箱梁切割线示意图；
图5为内侧箱梁下部切除示意图；
图6为旋转楼梯主体结构创建完成示意图。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案进行详细，完整的说明：
本发明建模的基本步骤：建立轴线--建立基本视图--创建点和控制线--建立弧形箱型梯梁两侧立板--创建踏步板--切割箱型梯梁立板--创建箱型梯梁上下盖板。
具体的本发明提供的旋转楼梯箱型梯梁建模方法，步骤如下：
1)设定建模的轴线；在轴线旁创建一条开始辅助线，确定旋转楼梯的起始位置；
2)根据旋转楼梯的旋转半径、箱型梯梁宽度和踏步宽度在开始辅助线上定点；根据旋转楼梯的旋转角度，从圆心位置创建旋转楼梯的终点辅助线；
3)以圆心为基点创建内侧箱梁两个侧板的定位圆和外侧箱梁两个侧板的定位圆；按照内侧箱梁的定位圆、外侧箱的梁定位圆设定的位置，创建自开始辅助线起始至终点辅助线结束的内侧箱梁的两个侧板和外侧箱梁的两个侧板；
4)以圆心为基点创建踏步辅助线，根据开始辅助线和踏步辅助线确定的踏步起始位置创建第一块踏步板，具体为：以开始辅助线、踏步辅助线与外侧箱梁内侧板定位圆的交点向内侧打剖面，按照踏步板的轮廓线切除多余的部分完成一块踏步板模块；
5)根据旋转楼梯的踏步数、踏步高度和旋转角度创建旋转楼梯其余踏步板；
6)取所有踏步板上拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第一箱梁切割线，将第一箱梁切割线上移至箱梁高度，切除内侧箱梁第一箱梁辅助线以上的部分；取所有踏步板下拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第二箱梁切割线，将第二箱梁切割线下移至箱梁底面高度，切除内侧箱梁第二箱梁切割线以下的部分；
7)用步骤6的方式，切除外侧箱梁上、下多余的部分；
8)分别取内侧箱梁内侧板、外侧板的上、下边线，创建内侧箱梁上、下盖板；取外侧箱梁内侧板、外侧板上边线，创建外侧箱梁上、下盖板。
结合具体的实施例，本发明提供的旋转楼梯箱型梯梁建模方法，按下列步骤进行：
第一，建立一条13/15轴线，沿13/15轴线向左偏移1300创建开始辅助线，或在轴线上创建开始辅助线，然后将它向左复制1300；在开始辅助线上从上往下依次取点,取点间隔分别是900，250，2000，250，3700，找到踏步的起始点，弧形梯梁的圆心。
第二，根据确定的圆心，创建旋转楼梯圆弧梯梁的终点，具体是以开始辅助线为0度创建45度角做终点辅助线。根据第一步中的取点，分别作R3700,R3950,R5950,R6210同心圆，得到内侧箱梁1两个侧板(11，12)的定位圆和外侧箱梁2两个侧板(31，32)的定位圆。分别按照内侧箱梁1的定位圆、外侧箱梁3的定位圆设定的位置。每侧箱梁拥有两块侧板，定位圆在创建时按各侧板的外侧立面定设置。
第三，创建自开始辅助线起始至终点辅助线结束的内侧箱梁1的内侧板11和外侧板12，同法创建外侧箱梁3的内侧板31和外侧板32，共四块弧形立板。此步骤中，所创建的四块个弧形立板为旋转楼梯整体高度的立板。参照图1所示。
第四，创建踏步板：先做出踏步板的平面轮廓线，再以开始辅助线与外侧箱梁的内侧板交点处往内打剖面，再根据踏步板内侧的轮廓切除轮廓线以外的部分，得到一块踏步板2。根据旋转楼梯要求的踏步数、踏步高度(dz值)和旋转角度，对第一块踏步板2进行旋转复制，创建其它踏步板2。
第五，踏步板2内侧与内侧箱梁1的外侧板12具有交点，外侧与外侧箱梁3的内侧板31具有交点，如图2所示，取所有踏步板2上拐点21与内侧箱梁外侧板12的交点，沿外侧板12画弧线(即第一箱梁切割线)，然后将该线向上偏移200，切除内侧箱梁外侧板该线以上的部分，内侧箱梁内侧板11同外侧板一同做水平切割处理。内侧箱梁切割完毕如图3所示。
如图4所示，取所有踏步板2的下拐点22与内侧箱梁外侧板12的交点，连成弧线，创建第二箱梁切割线，将该线下移450，切除内侧箱梁外侧板12以下的部分。内侧箱梁内侧板同步切割。切割完后的内侧箱梁如图5所示。
此步骤中，所述“内侧”、“外侧”是按照半径指向定义，靠近旋转楼梯旋转圆心方向为“内”，远离旋转圆心方向为“外”。
第六，按照上述第五步所述，以同样的方式切除外侧箱梁多余的部分。
第七，取内侧箱梁内侧板11、外侧板12的上边线，创建内侧箱梁的上盖板13；取内侧相梁的内侧板11、外侧板12的下边线，创建内侧箱梁下盖板。同样的，分别取外侧箱梁内侧板、外侧板上边线，创建外侧箱梁的上盖板33和下盖板。最后把箱型梯梁上、下盖板沿着各点切割成形，并且把切割点均圆滑过渡。完成结构如图6所示。
本发明把箱梁截面拆开成多个板块，对不同面分别创建旋转的圆弧角，让箱型梯梁两侧腹板以平面旋转轴为圆心形成圆弧，它是直接绘制成弧形板而不是折梁板，上下盖板以侧立面阶梯高差为圆弧绘制弧形板，而不是让构件形成弯扭构件，这样的建模方式避免形成弯扭构件，既方便工厂制作易于控制成品质量，又更贴近于原设计实际意图，经济方便适用。
Claims (2)
1.一种旋转楼梯箱型梯梁建模方法，具体操作按下列步骤进行：
1）建立一条轴线，沿该轴线向左偏移创建开始辅助线，在开始辅助线上从上往下依次取点，找到踏步的起始点，弧形梯梁的圆心；
2）根据旋转楼梯的旋转半径、箱型梯梁宽度和踏步宽度在开始辅助线上定点；根据旋转楼梯的旋转角度，从圆心位置创建旋转楼梯的终点辅助线；
3）以圆心为基点创建内侧箱梁两个侧板的定位圆和外侧箱梁两个侧板的定位圆；
按照内侧箱梁的定位圆、外侧箱的梁定位圆设定的位置，创建自开始辅助线起始至终点辅助线结束的内侧箱梁的两个侧板和外侧箱梁的两个侧板；
4）以圆心为基点创建踏步辅助线，根据开始辅助线和踏步辅助线确定的踏步起始位置，创建第一块踏步板，具体为：以开始辅助线、踏步辅助线与外侧箱梁内侧板定位圆的交点向内侧打剖面，然后按照踏步板的轮廓线切除多余的部分；
5）根据旋转楼梯的踏步数、踏步高度和旋转角度创建旋转楼梯其余踏步板；
6）取所有踏步板上拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第一箱梁切割线，将第一箱梁切割线上移至箱梁高度，切除内侧箱梁第一箱梁切割线以上的部分；取所有踏步板下拐点与内侧箱梁外侧板的交点，创建第二箱梁切割线，将第二箱梁切割线下移至箱梁底面高度，切除内侧箱梁第二箱梁切割线以下的部分；
7）用步骤6的方式，切除外侧箱梁上、下多余的部分；
8）分别取内侧箱梁内侧板、外侧板的上下边线，创建内侧箱梁上、下盖板；分别取外侧箱梁内侧板、外侧板上边线，创建外侧箱梁上、下盖板。
2.根据权利要求1所述旋转楼梯箱型梯梁建模方法，其特征是：进行内侧箱梁和外侧箱梁的侧板切割前，将第一箱梁切割线上移200，第二箱梁切割线下移450。
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