CN115238364A - 一种曲面幕墙结构设计方法 - Google Patents

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CN115238364A CN202211037279.1A CN202211037279A CN115238364A CN 115238364 A CN115238364 A CN 115238364A CN 202211037279 A CN202211037279 A CN 202211037279A CN 115238364 A CN115238364 A CN 115238364A
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韩岩
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Abstract

一种曲面幕墙结构设计方法属于建筑幕墙领域，确切的说是一种曲面幕墙结构设计方法。本发明提供一种用两个方向的直线形成曲面的曲面幕墙结构设计方法。本发明的特征在于：所述等比直线曲面外框为空间四边形，其中有三个顶点在同一平面内，另一个顶点在平面外；一组对边进行相同数量的等分，另一组对边也进行相同数量的等分；根据实际幕墙规模的需要，两组对边的等分数量可以相同，也可以不同。顺次连接两组对边上的等比例点为线段，横竖方向线段的交汇处为相交的交点，此为准确的幕墙面板玻璃的分格尺寸和位置，进而根据面板玻璃的位置确定支撑结构的位置。

Description

一种曲面幕墙结构设计方法
技术领域
本发明涉及建筑幕墙领域，具体的说是一种曲面幕墙结构设计方法。
背景技术
在建筑工程、结构工程、机械产品、包装、美学曲面等各行各业，经常使用流畅的曲面来表达建筑的美、结构的美、产品的美和包装的精美，但是从力学和结构布置上又很难实现。经过几个幕墙项目的曲面摸索，找出了一种新型曲面的结构设计方法。对于目前幕墙系统、膜结构系统有很好的效果。对于其他行业也会给设计师提供一个很好的思路用于借鉴。
发明内容
本曲面幕墙结构设计方法就是提供一种用两个方向的直线形成曲面的曲面幕墙结构设计方法。
本曲面幕墙结构设计方法采用如下技术方案，任意的空间四边形ABDC，其中A、B、C三点在同一XY平面内，D点在XY平面外，取A点为坐标原点，AB 线段所在的直线为坐标X轴。A、B、C、D四点坐标分别为：A(0,0,0),B(x1,0, 0),C(x2,y2,0),D(x3,y3,z3)；在AB上取等比例点E，在CD上取等比例点F, 且AE/AB＝CF/CD＝m/a(m＝1～a)；在AC上取等比例点G，在BD上取等比例点H，且AG/AC＝BH/BD＝n/b(n＝1～b)，则E、F、G、H各点坐标分别为E(mx1/a,0,0),F(x2+m(x3-x2)/a,y2+m(y3-y2)/a,mz3/a),G(nx2/b,ny2/b,0),H(x1+n(x3-x1)/b,ny3/ b,nz3/b)；其特征在于：两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点 G、H的连线，两线相交于一点，并且线段按照同向边长所取的点比例分割；a 和b是任意值，可以相等，也可以不等，可以得到无数个交点，这些交点形成曲面；是用两个方向的直线形成的网格曲面；根据该方法确定幕墙面板的分格尺寸及位置，进而确定幕墙支承结构的布置位置。
本曲面幕墙结构设计方法，首先，沿EF确定
Figure BDA0003817563200000011
对应位置M1点的坐标(如图4)：
M1x坐标：
Figure BDA0003817563200000021
Figure BDA0003817563200000022
M1y坐标：
Figure BDA0003817563200000023
M1z坐标：
Figure BDA0003817563200000024
所以，M1坐标为:
Figure BDA0003817563200000025
Figure BDA0003817563200000026
其次，沿GH确定
Figure BDA0003817563200000027
对应位置M2点的坐标(如图5)：
M2x坐标：
Figure BDA0003817563200000028
Figure BDA0003817563200000029
M2y坐标：
Figure BDA00038175632000000210
M2z坐标：
Figure BDA00038175632000000211
所以，M2坐标为
Figure BDA00038175632000000212
Figure BDA00038175632000000213
上述可得结论：M1与M2点重合，统一为M点，即两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点G、H的连线，两线相交于一点M，并且两条线段按照同向边长所取的点比例分割，即GM/GH＝AE/AB＝CF/CD；EM/EF＝AG/AC＝BH/BD。
本曲面幕墙结构设计方法的有益效果
1、本曲面幕墙结构设计方法中的a和b是任意值，可以相等，也可以不等，可以得到无数个交点，这些交点形成曲面，可以称这个曲面叫等比直线曲面。
2、本曲面幕墙结构设计方法是用两个方向的直线形成曲面网格，可以方便确定幕墙面板的分格尺寸及面板交汇点处的位置，进而确定幕墙支承结构的布置位置。
3、本曲面幕墙结构设计方法可以使用两种以上的该方法重叠使用，可以使面板分格不等分，以达到建筑整体所呈现的效果要求(如图6)。
4、本曲面幕墙结构设计方法为幕墙系统、膜结构和其它类似结构系统提供了一种新的曲面形式，实现很多样式的特殊曲面结构，给建筑审美提供了一种的新视觉效果；同时，对于其他行业也会给设计师提供一个很好的思路用于借鉴。
附图说明
图1是本曲面幕墙结构设计方法空间四边形及各点坐标的示意图。
图2是本曲面幕墙结构设计方法两组对边相同等分的曲面的示意图。
图3是本曲面幕墙结构设计方法两组对边不相同等分的曲面的示意图。
图4是本曲面幕墙结构设计方法确定M1点坐标的示意图。
图5是本曲面幕墙结构设计方法确定M2点坐标的示意图。
图6是本曲面幕墙结构设计方法面板分格不等分的示意图
具体实施方式
本曲面幕墙结构设计方法采用如下技术方案，任意的空间四边形ABDC，其中A、B、C三点在同一XY平面内，D点在XY平面外，取A点为坐标原点，AB 线段所在的直线为坐标X轴。A、B、C、D四点坐标分别为：A(0,0,0),B(x1,0, 0),C(x2,y2,0),D(x3,y3,z3)；在AB上取等比例点E，在CD上取等比例点F, 且AE/AB＝CF/CD＝m/a(m＝1～a)；在AC上取等比例点G，在BD上取等比例点H，且AG/AC＝BH/BD＝n/b(n＝1～b)，则E、F、G、H各点坐标分别为E(mx1/a,0,0),F(x2+m(x3-x2)/a,y2+m(y3-y2)/a,mz3/a),G(nx2/b,ny2/b,0),H(x1+n(x3-x1)/b,ny3/ b,nz3/b)(如图1)；其特征在于：两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点G、H的连线，两线相交于一点，并且线段按照同向边长所取的点比例分割；a和b是任意值，可以相等，也可以不等，可以得到无数个交点，这些交点形成曲面；是用两个方向的直线形成的网格曲面；根据该方法确定幕墙面板的分格尺寸及位置，进而确定幕墙支承结构的布置位置(如图2、3)。
本曲面幕墙结构设计方法，首先，沿EF确定
Figure BDA0003817563200000031
对应位置M1点的坐标(如图4)：
M1x坐标：
Figure BDA0003817563200000041
Figure BDA0003817563200000042
M1y坐标：
Figure BDA0003817563200000043
M1z坐标：
Figure BDA0003817563200000044
所以，M1坐标为:
Figure BDA0003817563200000045
Figure BDA0003817563200000046
其次，沿GH确定
Figure BDA0003817563200000047
对应位置M2点的坐标(如图5)：
M2x坐标：
Figure BDA0003817563200000048
Figure BDA0003817563200000049
M2y坐标：
Figure BDA00038175632000000410
M2z坐标：
Figure BDA00038175632000000411
所以，M2坐标为
Figure BDA00038175632000000412
Figure BDA00038175632000000413
上述可得结论：M1与M2点重合，统一为M点，即两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点G、H的连线，两线相交于一点M，并且两条线段按照同向边长所取的点比例分割，即GM/GH＝AE/AB＝CF/CD；EM/EF＝AG/AC＝BH/BD。
所述等比直线曲面外框为空间四边形，其中有三个顶点在同一平面内，另一个顶点在平面外；一组对边进行相同数量的等分，另一组对边也进行相同数量的等分；根据实际幕墙规模的需要，两组对边的等分数量可以相同，也可以不同。
顺次连接两组对边上的等比例点为线段，横竖方向线段的交汇处为相交的交点，此为准确的幕墙面板玻璃的分格尺寸和位置，进而根据面板玻璃的位置确定支撑结构的位置。
玻璃幕墙采用拉索作为支承结构，拉索上的拉索固定器可以实现两根相交拉索夹角的变化进行调整，满足结构安装要求，达到整体效果的设计要求。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种曲面幕墙结构设计方法，其特征在于：任意的空间四边形ABDC，其中A、B、C三点在同一XY平面内，D点在XY平面外，取A点为坐标原点，AB线段所在的直线为坐标X轴；A、B、C、D四点坐标分别为：A(0,0,0),B(x1,0,0),C(x2,y2,0),D(x3,y3,z3)；在AB上取等比例点E，在CD上取等比例点F,且AE/AB＝CF/CD＝m/a(m＝1～a)；在AC上取等比例点G，在BD上取等比例点H，且AG/AC＝BH/BD＝n/b(n＝1～b)，则E、F、G、H各点坐标分别为E(mx1/a,0,0),F(x2+m(x3-x2)/a,y2+m(y3-y2)/a,mz3/a),G(nx2/b,ny2/b,0),H(x1+n(x3-x1)/b,ny3/b,nz3/b)；其特征在于：两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点G、H的连线，两线相交于一点，并且线段按照同向边长所取的点比例分割；a和b是任意值，可以相等，也可以不等，可以得到无数个交点，这些交点形成曲面；是用两个方向的直线形成的网格曲面；根据该方法确定幕墙面板的分格尺寸及位置，进而确定幕墙支承结构的布置位置；
本曲面幕墙结构设计方法，首先，沿EF确定
Figure FDA0003817563190000011
对应位置M1点的坐标：
M1x坐标：
Figure FDA0003817563190000012
Figure FDA0003817563190000013
M1y坐标：
Figure FDA0003817563190000014
M1z坐标：
Figure FDA0003817563190000015
所以，M1坐标为:
Figure FDA0003817563190000016
Figure FDA0003817563190000017
其次，沿GH确定
Figure FDA0003817563190000018
对应位置M2点的坐标：
M2x坐标：
Figure FDA0003817563190000019
Figure FDA00038175631900000110
M2y坐标：
Figure FDA00038175631900000111
M2z坐标：
Figure FDA0003817563190000021
所以，M2坐标为
Figure FDA0003817563190000022
Figure FDA0003817563190000023
上述可得结论：M1与M2点重合，统一为M点，即两对边等比例点E、F的连线，与另外两对边等比例点G、H的连线，两线相交于一点M，并且两条线段按照同向边长所取的点比例分割，即GM/GH＝AE/AB＝CF/CD；EM/EF＝AG/AC＝BH/BD。
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