CN115238333A - 节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空间曲面结构制作技术领域，具体涉及一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构及加工方法。节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构通过加工成型的空间弯曲造型的金属型材连续杆件组装而成，结构中的节点处杆件贯穿设置，节点构造简单，而且金属型材无需在安装现场进行弯曲，直接将加工好的多个金属型材拼装连接成预设的空间曲面网壳结构的形状，能够大大简化现场安装工序和安装难度，可以实现各种不同曲面形态的制造。同时由于金属型材加工成型，相比于使用弹性杆件的编织网壳，结构整体的支撑强度较高，且杆件中无弯曲预应力或弯曲预应力较小，方便现场拼装，同时能够保证网壳结构耐久性好。

Description

节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构及加工方法

技术领域

本发明涉及空间曲面结构制作技术领域，具体涉及一种节点处杆件连续的 金属型材空间曲面网壳结构及加工方法。

背景技术

空间曲面网壳结构是一类利用计算机辅助设计软件经过精密设计，得到的 复杂几何曲面结构，可应用在建筑结构、雕塑、产品造型等领域。空间曲面网 壳结构的空间美观度较高，采用空间曲面网壳结构的展示品在各类活动中频繁 出现，在建筑结构、土木工程中也有广泛应用。

现有技术中常见的空间网壳，一般使用离散杆件，并使用定制节点连接不 同角度交汇的杆件，对定制加工的要求较高，且节点复杂，不利于复杂造型的 实现和艺术表现。现有技术中的编织空间曲面网壳结构采用了连续弹性杆件相 互交织的方式，利用杆件的弹性找形，以较便捷的方式实现了复杂形态网壳的 建造，以及良好的结构受力性能，编织空间曲面网壳结构中的杆件通常采用有 良好受弯性能的弹性材料，并常采用圆杆或圆截面空心管。但是由于弹性材料 在建造过程中需要使用大量临时定位装置以确定其形态，在搭建成型水平跨度 或高度较大的结构时，由于杆件的反弹力很高，造成施工困难。此外，弹性材 料的耐久性也较一般金属材料差，造成应用上的难点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空间曲面网壳结构 由于内部存在预应力导致其安装困难且成型后材料耐久不够好的缺陷，从而提 供一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构及加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种连续节点处杆件连续的金属型材 空间曲面网壳结构，包括：

网络骨架，包括多个金属型材，所述金属型材加工成型有三维空间内的多 方向弯曲形状；

连接装置，设于至少两根所述金属型材的交叉、对接、平接、汇聚、并置 处，以将所述金属型材的交叉处固定连接，所述连接装置包括板片节点、螺栓 节点和薄壁构件节点。

可选地，所述板片节点包括连接板片和多个板片锁紧螺栓，所述连接板片 两端分别与不同的所述金属型材贴合设置，所述板片锁紧螺栓贯穿所述连接板 片与所述金属型材，以使所述连接板片与所述金属型材固定连接。

可选地，所述连接板片为平板板材或“凹”字形截面板材，也可以是折弯 板材、管状及其他可贴合杆件内外壁形态的型材。

可选地，所述螺栓节点处的所述金属型材连续设置，所述螺栓节点包括多 个紧固螺栓，安装在层叠设置的至少两层所述金属型材之间，所述紧固螺栓沿 层叠方向依次贯穿所述金属型材，以将所述金属型材之间固定连接。

可选地，所述薄壁构件节点处的所述金属型材连续设置，所述薄壁构件节 点包括薄壁构件本体和薄壁锁紧螺栓，所述薄壁构件本体由多个薄壁板首尾连 接围合成棱柱型筒状结构，所述薄壁构件本体上的每个侧边上安装有至少一个 所述金属型材，所述薄壁锁紧螺栓贯穿所述金属型材和所述薄壁构件本体的侧 壁，以使所述金属型材与所述薄壁构件本体的侧壁固定连接。

可选地，所述金属型材内设置有安装空间，所述安装空间中安装有功能组 件。

可选地，安装空间的至少一面设置有开口。

可选地，所述功能组件包括发光件、导电线缆、水管、透光片材。

可选地，所述槽型型材的截面形状为槽型、方形、工字形、L形、T形、曲 线形或环形，并可包括用于安装功能组件的构造。

本发明还提供一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方 法，用于加工本发明所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，包 括以下步骤：

利用空间曲面模型生成型材相互交织的网格结构模型；

将所述型材相互交织的网格结构模型的空间曲线杆件划分为多段分段圆弧 线，所述各分段圆弧形具有不同方向平面内的弯曲形状，计算每段所述分段圆 弧线的加工数据，所述加工数据包括弧线长度、正弯参数和侧弯参数；

根据所述加工数据将直线型的初始金属型材一次加工成型为预设的分段圆 弧线形状的预设金属型材；

将加工成型的多根金属型材按照所述型材相互交织的网格结构模型连接， 完成空间曲面网壳结构的制作。

可选地，所述加工数据包括：

弧线长度，为按给定参数将曲线划分的分段圆弧线长度；

正弯参数，为所述分段圆弧线在从切平面内的曲率半径；

侧弯参数，为所述分段圆弧线在密切平面内的曲率半径。

可选地，所述加工数据还包括下压修正值，所述下压修正值为将所述分段 圆弧弯曲成预定曲率半径时所需的变形半径与所述预定曲率半径之间的差值。

可选地，将型材相互交织的网格结构模型划分为分段圆弧线步骤前还包括： 对所述型材相互交织的网格结构模型进行受力模拟，根据模拟结果对所述型材 相互交织的网格结构模型的内部参数进行优化调整，并确定所述型材相互交织 的网格结构上与外部支撑结构连接的支撑节点；所述内部参数包括相互交织的 网格的形态、网格密度和杆件尺寸。

可选地，所述受力模拟步骤包括：对所述型材相互交织的网格结构模型施 加荷载，对所述型材相互交织的网格结构模型的变形和受力情况进行分析；

所述荷载为恒荷载、活荷载中的一种或多种；

所述受力情况为模型的应力分布、支座的反作用力、模型局部有无屈服或 失稳情况和模型中各个节点处所受的应力。

所述变形为网格结构模型各位置在给定荷载下发生的变形

可选地，所述将预先成型的多根金属型材按照所述型材相互交织的网格结 构模型连接步骤后，还包括：在金属型材的型腔中安装功能组件。

可选地，对弯曲成型后的截面型材进行后处理，所述后处理包括回火、时 效处理、酸洗、阳极氧化处理中的一种或多种。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，通过加工 成型的空间弯曲造型的金属型材连续杆件组装而成，结构中的节点处杆件贯穿 设置，节点构造简单，而且金属型材无需在安装现场进行弯曲，直接将成型好 的多个金属型材拼装连接成预设的空间曲面网壳结构的形状，能够大大简化现 场安装工序和安装难度，可以实现各种不同曲面形态的制造。同时由于金属型 材加工成型，相比于现有技术中的弹性杆件编织网壳，结构整体的支撑强度较 高，能够制作尺度较大的空间曲面网壳结构，同时能够保证网壳结构的耐久性。

2.本发明提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，利用板片 节点将两个金属型材首尾连接，在连接时可以允许一定调整，防止安装时在节 点处产生内应力。

3.本发明提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，通过螺栓 节点和薄壁构件节点连接金属型材的交叉点，使得金属型材能够连续地贯穿节 点，能够大大简化节点处的构造，便于节点处的安装，并能实现较好的受力性 能。

4.本发明提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，通过在型 材的内腔中安装发光件、导电线缆、透光片材等功能组件，使得金属型材能够 实现照明功能，并提升节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构整体的美 感。金属型材的型腔中还可安装其他功能组件用来实现特定功能。

5.本发明提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方 法，通过对型材相互交织的网格结构模型进行预先划分，并按照划分成的分段 圆弧线形状对金属型材进行一次加工成型，然后在安装现场对金属型材进行拼 装连接，安装方便，节点结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将 对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的实施方式中提供的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网 壳结构的结构示意图。

图2为本发明的实施方式中提供的另一种节点处杆件连续的金属型材空间 曲面网壳结构的结构示意图。

图3为本发明的实施方式中提供的螺栓节点的结构示意图。

图4为本发明的实施方式中提供的板片节点的结构示意图。

图5为本发明的实施方式中提供的另一种板片节点的结构示意图。

图6为本发明的实施方式中提供的薄壁构件本体的结构示意图。

图7为本发明的实施方式中提供的另一种薄壁构件本体的结构示意图。

图8为本发明的实施方式中提供的薄壁构件节点的结构示意图。

图9为本发明的实施方式中提供的金属型材与功能组件配合安装的结构示 意图。

图10为本发明的实施方式中提供的金属型材的结构示意图。

图11为本发明的实施方式中提供的金属型材与透明片材配合安装的结构 示意图。

图12为本发明的实施方式中提供的另一种金属型材的结构示意图。

图13为本发明的实施方式中提供的另一种金属型材与透明片材配合安装 的结构示意图。

图14为本发明的实施方式中提供的另一种金属型材的结构示意图。

附图标记说明：1、金属型材；2、连接板片；3、板片锁紧螺栓；4、紧固 螺栓；5、薄壁构件本体；6、薄壁锁紧螺栓；7、板片节点；8、螺栓节点；9、 薄壁构件节点；10、灯条；11、透光片材；12、导电线缆；13、豁口；14、水 管。

具体实施方式

下面将结合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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的， 而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是 可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领 域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之 间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1至图11所示为本实施例提供的一种节点处杆件连续的金属型材空间 曲面网壳结构，包括：网络骨架和在网络骨架中节点处设置的连接装置。

如图1和图2所示，网络骨架包括多个金属型材1，金属型材1加工成型 有三维空间内的多方向弯曲形状；连接装置设于至少两根金属型材1的交叉处， 以将金属型材1的交叉处固定连接。连接装置包括板片节点7、螺栓节点8和 薄壁构件节点9。

如图4和图5所示，板片节点7包括连接板片2和多个板片锁紧螺栓3， 连接板片2两端分别与不同的金属型材1贴合设置，板片锁紧螺栓3贯穿连接 板片2与金属型材1，以使连接板片2与金属型材1固定连接。连接板片2为 平板板材或“凹”字形截面板材。板片节点7用于型材首尾相接处的刚性连接， 或用于杆件在平接节点处的交接连接。板片节点7包括钢质或其他金属质长条 形连接片或“凹”字形截面板材，通过板片锁紧螺栓3固定在型材内侧壁，将 首尾相接的型材杆件固定，或将板片锁紧螺栓3穿过型材侧壁与钢质或其他金 属质的底盘连接。

如图3所示，螺栓节点8处的金属型材1连续设置，螺栓节点8包括多个 紧固螺栓4，安装在层叠设置的至少两层金属型材1之间，紧固螺栓4沿层叠 方向依次贯穿金属型材1，以将金属型材1之间固定连接。螺栓节点8用于型 材杆件在杆件贯穿的交叉点处的铰接连接，型材杆件预先打孔并上下叠合，紧 固螺栓4穿过两层或多层型材杆件预留的圆孔，使用螺母在紧固螺栓4两侧拧 紧，完成面仅可见其中一端的螺母。

如图6至图8所示薄壁构件节点9处的金属型材1连续设置，薄壁构件节 点9包括薄壁构件本体5和薄壁锁紧螺栓6，薄壁构件本体5由多个薄壁板首 尾连接围合成棱柱型筒状结构，薄壁构件本体5上的每个侧边上安装有至少一 个金属型材1，薄壁锁紧螺栓6贯穿金属型材1和薄壁构件本体5的侧壁，以 使金属型材1与薄壁构件本体5的侧壁固定连接。薄壁焊接节点用于型材杆件 在并合处的刚性连接。在打孔后的金属薄壁构件依照型材方向切割并焊接形成 薄壁构件本体5；需连接的金属型材1杆件贴在薄壁构件本体5的侧壁表面，通过薄壁锁紧螺栓6将杆件固定。

空间曲面网壳结构中的节点的连接共有如下四种情况：第一，两根杆件交 叉处，将两杆件对应的孔位对齐，使用螺栓完成连接；第二，两根杆件首尾相 接处，将板片构件放入槽形杆件内侧，将构件上的螺栓孔与两根杆件上的分别 对齐，使用螺栓完成连接，最后安装透光片材11；第三，两根杆件端头与第三 根杆件的连接处，将长条形板片构件放入槽形截面杆件内侧，将底盘固定在第 三根杆件的外侧，板片与底盘、板片与杆端、底盘与杆件间的螺栓孔对齐，使 用螺栓完成连接；第四，两根或多根杆件重合或汇聚处，将薄壁焊接构件上的 螺栓孔与多根杆件上的分别对齐，使用螺栓完成连接。铝合金材质的方截面型 材可以兼顾耐候性能、视觉效果和整合管线，空间曲面网壳结构中的节点尺寸 便于控制，不会由于节点尺寸过大影响结构整体的视觉效果。

为了赋予节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构更多功能，提升其 功能性和美感，金属型材1为槽型型材，金属型材1的内腔中安装有功能组件。 功能组件包括发光件、透光片材11和导电线缆12。具体地，由于弯曲加工设 备需要夹紧型材表面，型材的外表面需要有平直部分，且在夹紧力作用下不发 生屈曲失稳；另一方面，型材需要在弯曲后拥有较好的结构性能，且型材的截 面构造需要结合实际使用的需求。为满足上述需求，本实施例中的槽型型材的 截面形状为方形，材质为铝合金材质。如图9至图11所示，本实施例提供的铝 合金型材截面的外边缘拥有可供滚轮夹持的两对互相平行的直边，截面为封闭图形，以保证抗扭刚度，防止在加工时发生屈曲；其中一边存在厚度较薄的豁 口13，可使用人力或机械装置撕下，形成槽结构，以容纳作为发光件的灯条10、 导电线缆12或其他必要的附属装置。铝合金型材的内壁设有凹槽，可将聚碳酸 酯塑料板或其他软质透光片材11卡在型材本体外缘。型材本体的空心型腔内可 容纳各类线缆、管道等装置。在本实施例中灯条10用卡槽结构固定在槽的侧边， 侧向发光，供电线固定在槽的内部，软质透光片材11卡在外缘，灯条10发出 的光从透光片材11构成的透光面散射，向外发光均匀，视觉效果较好，能够提 升型材拼装而成的空间曲面相互交织的网格网壳结构的美感。

通过加工成型的在三维空间内有多方向弯曲形状的金属型材1组装成的节 点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，金属型材1无需在安装现场进行 弯曲，直接将成型好的多个金属型材1拼装连接成预设的空间曲面网壳结构的 形状，而且本实施例中提供的板片节点7、螺栓节点8和薄壁构件节点9结构 简单，安装方便，能够大大简化现场安装工序和安装难度。同时由于金属型材 1加工成型，结构整体的支撑强度较高，能够制作体积较大的空间曲面网壳结 构，且耐久性好。通过安装发光的灯条10对节点处杆件连续的金属型材空间曲 面网壳结构进行装饰，大大提升了结构的整体美感。由于节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构几何适应性强，结构轻巧坚固，且金属型材1及其连 接节点可适用于各类拓扑形态复杂、形态变化多样、尺度不一的自由曲面造型 的制作，解决了现有大型曲面网壳结构施工困难、且难以兼顾结构性能与形态 美观性的技术问题。

作为替代的实施方式，如图12至图14所示，金属型材的截面还可以为圆 形、椭圆形、菱形、任意多边形、两侧开口的H型、直边与圆弧边围合组成的 异型等形状。金属型材内部安装的功能组件还可以为水管、导电线缆等。

实施例2

本实施例提供一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方 法，用于加工实施例1中所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构， 包括计算机建模、结构模拟优化、弯曲加工数据计算、型材弯曲加工成型、金 属形状组装等步骤。金属型材可以为实心杆件也可以为空心杆件，本实施例中 金属型材选用矩形截面的空心铝合金杆件。

计算机建模：将空间曲面模型导入到计算机程序，根据设计方案设置参数， 生成型材相互交织的网格结构模型。型材相互交织的网格结构模型主要包括杆 件曲线、基础空间曲面造型、根据局部法向构建的带有截面的预览杆件造型。 杆件局部的法向即为所在网格曲面对应位置的法线方向。设计方案是指以网壳 形式存在的空间曲面造型，网壳中的杆件是空间弯曲的。设计方案包括使用的 杆件的材料、杆件尺寸、网壳格子密度等内容，需要设置的参数包括杆件截面 尺寸、网壳格子密度。

结构模拟优化：对型材相互交织的网格结构模型进行受力模拟，根据模拟 结果对型材相互交织的网格结构模型的内部参数进行优化调整，并确定型材相 互交织的网格结构上与外部支撑结构连接的支撑节点；内部参数包括相互交织 的网格的形态、网格密度和杆件尺寸。受力模拟步骤包括：对型材相互交织的 网格结构模型施加荷载，对型材相互交织的网格结构模型的最大位移和受力情 况进行分析；荷载为恒荷载、活荷载中的一种或多种，其中活荷载包括施加在 结构上的由人群﹑物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷 载；受力情况为模型的应力分布、支座的反作用力、模型局部有无屈服或失稳 情况和模型中各个节点处所受的最大应力。分析步骤为基于粒子系统的动力学 模拟分析或者有限元模拟分析。根据分析结果可以调整支座位置以及支撑方式 (铰接或刚接，平面铰或空间铰接)，以减小最大位移、应力，改善结构的空间 曲面网壳整体刚度与空间曲面网壳的局部稳定性。

弯曲加工数据计算：将型材相互交织的网格结构模型划分为分段圆弧线， 分段圆弧形具有平面内的多方向弯曲形状，由于各个分段圆弧线在网格结构模 型中所处的平面不同，多个分段圆弧线连接后即可形成三维空间曲线。计算每 段分段圆弧线的加工数据，加工数据包括弧线长度、下压修正值、正弯参数和 侧弯参数。弧线长度为按给定参数将曲线划分的分段圆弧线长度。正弯参数为 分段圆弧线在从切平面内的曲率半径，从切平面为分段圆弧线切线方向与所在 曲面的法线方向构成的平面；侧弯参数为分段圆弧线在密切平面内的曲率半径， 密切平面为分段圆弧线切线方向与分段圆弧线切线方向本身和所在曲面的法线 方向向量的叉积向量构成的平面。下压修正值为将分段圆弧弯曲成预定曲率半 径时所需的变形半径与预定曲率半径之间的差值，即考虑到金属材料在弯曲后 的回弹作用，在正弯、侧弯曲率半径的基础上进行修正的数值。对于多段线格 式的曲线，分段圆弧线的长度即为其分段直线段的长度，正弯参数为过所在点 的相邻两个分段在从切平面内投影的长度的平均值，除以两个分段之间的夹角； 侧弯参数为过所在点的相邻两个分段在密切平面内投影的长度的平均值，除以 两个分段之间的夹角。

下压修正值可在型材加工前通过实验获得，在型材加工时通过将曲线方程 直接输入到设备中的程序中，设备在获取到正弯参数和侧弯参数后可自动将下 压修正值添加到对应的参数上得到实际的加工参数值，对杆件进行加工。

本实施例中选用对铝合金型材杆件滚弯加工成型为预想要的形状，本领域 技术人员根据本实施例公开的加工方法能够选用现有技术中其他任意型材杆件 的加工工具对型材杆件进行加工。

滚弯加工成型：根据加工数据将型材杆件利用多轴三维数控滚弯设备一次 成型为预设的空间三维曲线形状，得到预设的分段圆弧线形状的型材杆件。多 轴三维数控滚弯设备具有多组、共两个方向的滚轮套件，且滚轮的中轴可前后、 上下、左右移动，滚轮可夹紧材料施加弯矩，利用旋转带动材料发生产生正弯 曲和侧弯曲的设备，其中正弯曲指在竖直滚轮方向上发生的弯曲，侧弯曲指在 水平滚轮方向上发生的弯曲。

对方形截面的杆件在三维空间中弯曲扭转成计算机辅助设计软件设计出的 三维形状时，由于方形杆件的各个侧面受力不同，弯曲扭转后的柔性材料无法 长时间固定，故需要方形杆件有一定的强度。对于空间曲面网壳结构而言，结 构中杆件各处的半径均存在差异，导致现有技术中在生产空间曲面网壳结构中 所需的空间弯曲方截面杆件所需要时间较长，成本较高，无法满足规模化生产 的需要。本实施例中提供的方截面铝合金型材成型方法通过获取分段圆弧形的 弧线长度数据，以及两个垂直维度上的正弯参数和侧弯参数，在对方截面型材 进行加工时，同时在方截面型材的两个维度上同时施力，并沿型材的长度方向 连续对型材施力，即可一次性将方截面型材加工成高精度的预设空间三维曲线形状，实现方截面型材空间三维曲线形状的快速加工，将加工成型后的方截面 型材依次拼接即可组成空间曲面网壳结构。通过对型材相互交织的网格结构模 型进行受力模拟后调整网格的形态、网格密度和杆件尺寸等内部参数，以优化 型材相互交织的网格结构的受力情况，提升方截面型材装配成的空间曲面网壳 结构的在实际使用时的稳定性。

为增强杆件的使用性能，对弯曲成型后的方截面型材进行后处理，后处理 包括回火、时效处理、酸洗、阳极氧化处理。将预先成型的多根铝合金型材按 照型材相互交织的网格结构模型连接，完成空间曲面网壳结构加工，然后在铝 合金型材的型腔中安装功能组件。本实施例中的功能组件为发光灯带和用于为 发光灯带供电的导电线缆，以及透光片材。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的 限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由 此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，包括：

网络骨架，包括多个金属型材(1)，所述金属型材(1)加工成型有三维空间内的多方向弯曲形状；

连接装置，设于至少两根所述金属型材(1)的交叉处，以将所述金属型材(1)的交叉处固定连接，所述连接装置包括板片节点(7)、螺栓节点(8)和薄壁构件节点(9)。

2.根据权利要求1所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述板片节点(7)包括连接板片(2)和多个板片锁紧螺栓(3)，所述连接板片(2)两端分别与不同的所述金属型材(1)贴合设置，所述板片锁紧螺栓(3)贯穿所述连接板片(2)与所述金属型材(1)，以使所述连接板片(2)与所述金属型材(1)固定连接。

3.根据权利要求2所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述连接板片(2)为可贴合杆件截面形态的杆状、管状、板状或折弯状连接件。

4.根据权利要求1所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述螺栓节点(8)处的所述金属型材(1)连续设置，所述螺栓节点(8)包括多个紧固螺栓(4)，安装在层叠设置的至少两层所述金属型材(1)之间，所述紧固螺栓(4)沿层叠方向依次贯穿所述金属型材(1)，以将所述金属型材(1)之间固定连接。

5.根据权利要求1所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述薄壁构件节点(9)处的所述金属型材(1)连续设置，所述薄壁构件节点(9)包括薄壁构件本体(5)和薄壁锁紧螺栓(6)，所述薄壁构件本体(5)由多个薄壁板首尾连接围合成棱柱型筒状结构，所述薄壁构件本体(5)上的每个侧边上安装有至少一个所述金属型材(1)，所述薄壁锁紧螺栓(6)贯穿所述金属型材(1)和所述薄壁构件本体(5)的侧壁，以使所述金属型材(1)与所述薄壁构件本体(5)的侧壁固定连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述金属型材(1)内设有安装空间，所述安装空间内安装有功能组件。

7.根据权利要求6所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述安装空间的至少一面设置有开口。

8.根据权利要求7所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述功能组件包括发光件、导电线缆、水管、透光片材(12)。

9.根据权利要求7或8所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，其特征在于，所述金属型材(1)截面为方形、槽形、工字形、L形、T形、曲线形或环形，并可包括用于安装功能组件的构造。

10.一种节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，用于加工权利要求1至9中任一项所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构，包括以下步骤：

利用空间曲面模型生成型材相互交织的网格结构模型；

将所述型材相互交织的网格结构模型中的空间曲线杆件模型划分为多段分段圆弧线，所述分段圆弧形具有平面内的多方向弯曲形状，计算每段所述分段圆弧线的加工数据，所述加工数据包括弧线长度、正弯参数和侧弯参数；

根据所述加工数据将直线型的初始金属型材一次加工成型为预设的分段圆弧线形状的预设金属型材；

将预先成型的多根金属型材按照所述型材相互交织的网格结构模型连接，完成空间曲面网壳结构加工。

11.根据权利要求10所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，所述加工数据包括：

弧线长度，为按给定参数将曲线划分的分段圆弧线长度；

正弯参数，为所述分段圆弧线在从切平面内的曲率半径；

侧弯参数，为所述分段圆弧线在密切平面内的曲率半径。

12.根据权利要求11所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，所述加工数据还包括下压修正值，所述下压修正值为将所述分段圆弧弯曲成预定曲率半径时所需的变形半径与所述预定曲率半径之间的差值。

13.根据权利要求10至12任一项所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，将型材相互交织的网格结构模型划分为分段圆弧线步骤前还包括：对所述型材相互交织的网格结构模型进行受力模拟，根据模拟结果对所述型材相互交织的网格结构模型的内部参数进行优化调整，并确定所述型材相互交织的网格结构上与外部支撑结构连接的支撑节点；所述内部参数包括网格的形态、网格密度和杆件尺寸。

14.根据权利要求13所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，所述受力模拟步骤包括：对所述型材相互交织的网格结构模型施加荷载，对所述型材相互交织的网格结构模型的变形和受力情况进行分析；

所述荷载为恒荷载、活荷载中的一种或多种；

所述受力情况为模型的应力分布、支座的反作用力、模型局部有无屈服或失稳情况和模型中各个节点处所受的应力。

15.根据权利要求10至12任一项所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，所述将预先成型的多根金属型材按照所述型材相互交织的网格结构模型连接步骤后，还包括：在金属型材的型腔中安装功能组件。

16.根据权利要求10至12任一项所述的节点处杆件连续的金属型材空间曲面网壳结构的加工方法，其特征在于，对弯曲成型后的截面型材进行后处理，所述后处理包括回火、时效处理、酸洗、阳极氧化处理中的一种或多种。

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