CN111877742A - 异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及异型曲面清水混凝土模板加工技术领域，具体为异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，包括步骤一：Rhino模型建立；步骤二：模型展开；步骤三：展开图排版导入CAD中；步骤四：模型龙骨剖切；步骤五：数据提取；步骤六：标准模板排版；步骤七：损耗率验算；步骤八：模板裁切；步骤九：模板、龙骨拼装，有益效果为：本发明通过采用BIM建模，数控生产，以高精度机械代替人工，以高精度安装避免返工，有效的缩短了工期，采用BIM+数控加工技术，大幅减少人工成本的投入，施工效率成倍增加，同时数控加工避免了大量的材料损耗及返工作业，因此具有高效、简单、带损耗的特点，有效降低了施工成本。

Description

异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法
技术领域
本发明涉及异型曲面清水混凝土模板加工技术领域，具体为异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法。
背景技术
随着各地科技馆、剧院、文体中心等各类共建场馆的大范围建设施工不断增多，该类建筑中，清水混凝土技术的应用逐渐增多，同时展厅、门厅等重要部位多采用更加柔和、多样的弧形及多曲面结构造型。
然而如何保证这类异型曲面清水混凝土结构的施工精度及质量仍是国内施工难题。清水混凝土施工工艺中清水结构主要分布在拱形展厅、圆形展厅、环形廊道等区域，该区域特点多为高、大、异，施工难度高，清水成型质量控制困难。
为此提供异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，以解决施工难度和质量控制的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，该施工方法包括以下步骤：
步骤一：Rhino模型建立，根据甲方及设计院提供的蓝图建立整体Rhino模型，根据施工需要将所需施工部位单独进行提取或进行更加精细化的模型深化；
步骤二：模型展开，沿异型结构的混凝土接触面将曲面进行展开，得到展开后的平面图形；
步骤三：展开图排版导入CAD中，将曲面展开图导入CAD软件中进行模板分割；
步骤四：模型龙骨剖切，按照方案设计的龙骨间距对混凝土接触面进行剖切，剖切后的截面尺寸即为龙骨所需尺寸；
步骤五：数据提取，将步骤四中剖切后的所有剖切面进行数据提取，将剖切面转换为二维数据；
步骤六：标准模板排版，将步骤三中和步骤五中生成的二维数据图放入CAD图纸中进行绘图，按照标准模板进行优化排版；
步骤七：损耗率验算，通过步骤六中与标准模板之间的排版，得出生成时的损耗值，进而进行损耗率计算，若损耗率大于40％则重新排版，若损耗率小于40％则进行下一步工序；
步骤八：模板裁切，步骤七种模板利用率验算通过后将CAD图纸导入数控加工机床进行精确切割，得到不同切割块的模板；
步骤九：模板、龙骨拼装，将步骤八中裁切的不同模板进行编号，并根据编号进行模板、龙骨的分类拼装。
优选的，步骤三中所述模板分割的单片分割面积应小于1.22×2.44m的标准模板尺寸，模板分割时减少细长型夹角。
优选的，步骤六中所述标准模板为形状规则的板件，标准模板的面积尺寸大于步骤三中模板分割的单片面积，标准模板分别为15mm厚普通覆膜胶合板和18mm厚清水专用镜面模板。
优选的，步骤二中的所述模型展开和步骤五中所述的数据提取均通过Rhino软件进行实现，步骤一中所述模板和步骤四中所述龙骨的模型均为Rhino软件进行模型建立。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过采用BIM建模，数控生产，以高精度机械代替人工，以高精度安装避免返工，有效的缩短了工期，采用BIM+数控加工技术，大幅减少人工成本的投入，施工效率成倍增加，同时数控加工避免了大量的材料损耗及返工作业，因此具有高效、简单、带损耗的特点，有效降低了施工成本；
2.本发明通过将模型分为模板和龙骨两部分，模板、龙骨通过数控加工，保证了模板及龙骨体系的精确度，解决了异型模板、龙骨下料尺寸偏差大甚至无法下料的难题，模板和龙骨的分类加工体系通过数控加工技术的应用实现了后台配模、组装，降低了现场作业工序，提高了施工安全性。
附图说明
图1为本发明的施工系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，该施工方法包括以下步骤：
步骤一：Rhino模型建立，根据甲方及设计院提供的蓝图建立整体Rhino模型，根据施工需要将施工部位单独进行提取或进行更加精细化的模型深化；
步骤二：模型展开，沿异型结构的混凝土接触面将曲面进行展开，得到展开后的平面图形；
步骤三：展开图排版导入CAD中，将曲面展开图导入CAD软件中进行模板分割，模板分割的单片分割面积应小于1.22×2.44m的标准模板尺寸，模板分割时减少细长型夹角；
步骤四：模型龙骨剖切，按照方案设计的龙骨间距对混凝土接触面进行剖切，剖切后的截面尺寸即为龙骨需尺寸；
步骤五：数据提取，将步骤四中剖切后的有剖切面进行数据提取，将剖切面转换为二维数据；
步骤六：标准模板排版，将步骤三中和步骤五中生成的二维数据图放入CAD图纸中进行绘图，按照标准模板进行优化排版，标准模板为形状规则的板件，标准模板的面积尺寸大于步骤三中模板分割的单片面积；
步骤七：损耗率验算，通过步骤六中与标准模板之间的排版，得出生成时的损耗值，进而进行损耗率计算，若损耗率大于40％则重新排版，若损耗率小于40％则进行下一步工序；
步骤八：模板裁切，步骤七种模板利用率验算通过后将CAD图纸导入数控加工机床进行精确切割，得到不同切割块的模板；
步骤九：模板、龙骨拼装，将步骤八中裁切的不同模板进行编号，并根据编号进行模板、龙骨的分类拼装，模型展开数据提取均通过Rhino软件进行实现，模板和龙骨的模型均为Rhino软件进行模型建立。
工作原理：首先根据甲方及设计院提供的蓝图建立整体Rhino模型，根据施工需要将施工部位单独进行提取或进行更加精细化的模型深化，通过Rhino模型建立施工的模板模型和龙骨模型。
然后将曲面的模板模型通过Rhino建模软件沿异型结构的混凝土接触面将曲面进行展开，得到展开后的平面图形，将曲面展开图导入CAD软件中进行模板分割，模板分割的单片分割面积应小于1.22×2.44m的标准模板尺寸，模板分割时减少细长型夹角，将分割后的二维数据图在标准模板上进行排版，排版过程中，反复验算模板的损耗率，若损耗率小于40％，则输出二维排版图，若损耗率大于40％，则重新进行排版。
将龙骨模型通过Rhino建模软件按照方案设计的龙骨间距对混凝土接触面进行剖切，剖切后的截面尺寸即为龙骨需尺寸，然后将剖切后的剖切面进行数据提取，并将提取的数据转换为二维数据图，将二维数据图按照标准模板进行优化排版。
其中模板模型排版的标准模板和龙骨模型的标准模板分别为：模板为15mm厚普通覆膜胶合板和18mm厚清水专用镜面模板。
然后将输出的最优排版图传输至数控机床，通过数控机床对实际的标准模板进行切割，得到不同形状的多个模板单元，对切割后的模板单元按照模板模型和龙骨模型进行分类编号，最后按照编号的顺序进行拼装固定，从而大幅减少人工成本的投入，施工效率成倍增加，同时数控加工避免了大量的材料损耗及返工作业，因此具有高效、简单、带损耗的特点，有效降低了施工成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
步骤一：Rhino模型建立，根据甲方及设计院提供的蓝图建立整体Rhino模型，根据施工需要将所需施工部位单独进行提取或进行更加精细化的模型深化；
步骤二：模型展开，沿异型结构的混凝土接触面将曲面进行展开，得到展开后的平面图形；
步骤三：展开图排版导入CAD中，将曲面展开图导入CAD软件中进行模板分割；
步骤四：模型龙骨剖切，按照方案设计的龙骨间距对混凝土接触面进行剖切，剖切后的截面尺寸即为龙骨所需尺寸；
步骤五：数据提取，将步骤四中剖切后的所有剖切面进行数据提取，将剖切面转换为二维数据；
步骤六：标准模板排版，将步骤三中和步骤五中生成的二维数据图放入CAD图纸中进行绘图，按照标准模板进行优化排版；
步骤七：损耗率验算，通过步骤六中与标准模板之间的排版，得出生成时的损耗值，进而进行损耗率计算，若损耗率大于40％则重新排版，若损耗率小于40％则进行下一步工序；
步骤八：模板裁切，步骤七种模板利用率验算通过后将CAD图纸导入数控加工机床进行精确切割，得到不同切割块的模板；
步骤九：模板、龙骨拼装，将步骤八中裁切的不同模板进行编号，并根据编号进行模板、龙骨的分类拼装。
2.根据权利要求1所述的异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，其特征在于：步骤三中所述模板分割的单片分割面积应小于1.22×2.44m的标准模板尺寸，模板分割时减少细长型夹角。
3.根据权利要求1所述的异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，其特征在于：步骤六中所述标准模板为形状规则的板件，标准模板的面积尺寸大于步骤三中模板分割的单片面积，标准模板分别为15mm厚的普通覆膜胶合板和18mm厚的清水专用镜面模板。
4.根据权利要求1所述的异型曲面清水混凝土模板体系数控加工施工方法，其特征在于：步骤二中的所述模型展开和步骤五中所述的数据提取均通过Rhino软件进行实现，步骤一中所述模板和步骤四中所述龙骨的模型均为Rhino软件进行模型建立。
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