一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法

文档序号:185251 发布日期:2021-11-02 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法 (Method for building complex curved surface modeling space of weaving modeling ) 是由 连珍 朱家佳 刘天择 冯伟 崔杰 李孟秋 于 2021-06-18 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法,包括:S1、在施工场地绘制施工网格线;S2、在施工场地搭设刚性轮廓骨架;S3、根据施工网格线安装顶升装置,顶升装置上端设置支撑板,支撑面拼接形成支撑面;S4、在支撑面上安装非刚性骨架,非刚性骨架包括若干连接单元,连接单元之间连接形成网状骨架,网状骨架的边缘与轮廓骨架连接固定;S5、在网状骨架上安装装饰层,装饰层由藤条安装在网状骨架上形成。本发明通过刚性骨架与非刚性骨架结合形成曲面骨架,在曲面骨架上进行安装,为建筑质量提供了保障,实现网状骨架的定型;非刚性骨架采用节点式拓扑网状结构,可以根据需要在节点位置进行拆卸,便于后期修缮、清洁。(The invention relates to a method for building a complex curved surface modeling space of a weaving modeling, which comprises the following steps: s1, drawing construction grid lines on a construction site; s2, erecting a rigid outline framework on a construction site; s3, installing a jacking device according to the construction grid lines, arranging a support plate at the upper end of the jacking device, and splicing the support surfaces to form a support surface; s4, mounting a non-rigid framework on the supporting surface, wherein the non-rigid framework comprises a plurality of connecting units, the connecting units are connected to form a net framework, and the edge of the net framework is fixedly connected with the outline framework; and S5, installing a decorative layer on the net-shaped framework, wherein the decorative layer is formed by installing rattans on the net-shaped framework. The invention forms the curved surface skeleton by combining the rigid skeleton and the non-rigid skeleton, and the curved surface skeleton is installed on the curved surface skeleton, thereby providing guarantee for the building quality and realizing the shaping of the reticular skeleton; the non-rigid framework adopts a node type topological mesh structure, can be disassembled at the node position according to the requirement, and is convenient for later repair and cleaning.)

一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰领域,具体涉及一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法。

背景技术

伴随生活水平的提升,精神文明需求不断提升,在建筑领域也得以体现,建筑的形式不再是单一的构造形式,材料上也不再是单一的混凝土钢筋,在追求质量的前提下同样要求提升美观性。

现有技术如申请号为CN201810498687.4的发明专利公开了一种用于空间装饰的自由曲面编织方法,通过硬性材料搭设出设定的曲面骨架,通过编织材料紧贴搭建好的曲面骨架进行编织,编织完成后去掉曲面骨架的中间部分,原曲面骨架的外轮廓保留,编织成品依靠自身结构的支撑和原曲面骨架的外轮廓的支撑得以保持不变形,维持该复杂曲面形状。

但是该方法完成的骨架存在如下问题:

(1)硬性材料搭设复杂的曲面骨架难度较大,施工不方便,不适于实际施工操作;且钢架采用焊接的形式搭建,一旦有误或者需要调整,则需要对骨架进行大面积拆除;

(2)待编织完成后拆除曲面骨架的中间部分,增加了施工的劳动量,费工费时;

(3)施工完成后,如需进行局部修缮、清理,则难度较大;

(4)拆除中部骨架,仅保留外部轮廓骨架,建筑的强度难以保证,一旦编织材料自身出现问题,则会失去骨架支撑。

发明内容

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法,通过刚性骨架与非刚性骨架结合形成曲面骨架,在曲面骨架上进行安装,为建筑质量提供了保障;非刚性骨架采用节点式拓扑网状结构,可以根据需要在节点位置进行拆卸,便于后期修缮、清洁。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的:

一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法,该方法包括以下步骤:

S1、在施工场地绘制施工网格线;

S2、在施工场地搭设刚性轮廓骨架;

S3、根据施工网格线安装顶升装置,顶升装置上端设置支撑板,支撑面拼接形成支撑面;

S4、在支撑面上安装非刚性骨架,非刚性骨架包括若干连接单元,连接单元之间连接形成网状骨架,网状骨架的边缘与轮廓骨架连接固定;

S5、在网状骨架上安装装饰层,装饰层由藤条安装在网状骨架上。

进一步地,顶升装置包括若干支撑单元,若干支撑单元堆叠设置,支撑板安装在最上端的支撑单元上端,支撑板可相对顶部的支撑单元调节高度和角度。

进一步地,连接单元包括连接部、第一端部、第二端部,第一端部和第二端部分别设置在连接部的两端,第一端部和第二端部上分别连接有若干连接件,相邻的连接单元之间通过连接件连接;连接单元之间通过连接件形成双层网状结构。

进一步地,绘制施工网格线时包括:

S6、在三维建模软件中建立曲面空间模型,根据曲面空间模型绘制曲面空间模型在底面的平面投影图;将该平面投影图划分为若干网格,支撑板按照网格的形状建造,获取网格每个节点位置对应在曲面空间模型的三维坐标,支撑板的边角位置对应网格的节点,支撑板的边角位置与网格的节点在曲面空间模型的位置重合;

S7、根据平面投影图在地面按照比例绘制施工网格线;

5.根据权利要求3所述的一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法,其特征在于,安装顶升装置时,包括以下步骤:

S8、根据每个网格位置处的节点对应的曲面空间模型的三维坐标,按照比例选择顶升装置的高度,将顶升装置初步移动到网格内;

S9、借助全站仪测量支撑板的边角的平面坐标,调整顶升装置在施工网格内的位置,直至支撑板的边角平面坐标满足对应位置的曲面空间模型上的平面坐标;

S10、调节支撑板的角度和高度,通过全站仪测量支撑板的边角的纵向坐标,直至支撑板的边角的纵向坐标满足对应位置的曲面空间模型上的纵向坐标

S11、重复步骤S8-S10,完成其他位置顶升装置的安装,支撑板邻接形成支撑面。

进一步地,待支撑面形成后,在支撑面上安装网状骨架;从一侧的轮廓骨架开始铺设网状骨架,将连接单元通过连接件与轮廓骨架连接固定,然后以与轮廓骨架连接的连接单元为其起始安装其他连接单元,连接单元之间通过连接件连接形成网状结构。

进一步地,将藤条在相邻的两个连接单元的两端的连接件之间进行安装。

进一步地,连接件与第一端部和第二端部活动连接。

进一步地,连接件包括连接杆、连接头,第一端部和第二端部分别设有预留槽,连接头设置在连接杆的至少一端,连接头活动卡入预留槽内。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

(1)通过刚性骨架与非刚性骨架结合形成曲面骨架,在曲面骨架上进行装饰层安装,为建筑质量提供了保障;

(2)借助顶升装置搭建支撑面,在支撑面上进行连接单元的铺设安装,一方面在支撑面上便于人员操作,另外一方面为非刚性的骨架造型提供了支撑,便于连接单元造型;连接单元安装完成后直接移除顶升装置即可;

(3)顶升装置根据需要进行组装,使用完毕后直接移走,可以重复利用;

(4)以若干连接单元为基础组装形成双层的网状拓扑结构,一方面具有一定的形变,避免应力集中;另外一方面,双层的网状结构具有立体感,且结构强度增大;

(5)在双层网状拓扑结构上进行藤条安装,为藤条安装提供了附着点,且连接单元之间又是可以拆卸的,便于后期对部分藤条、连接单元进行修缮、清洁。

附图说明

图1是本发明的编织造型的复杂曲面造型空间的建造流程示意图。

图2是本发明中的连接单元结构示意图。

图3是本发明中的顶升装置结构示意图。

图4是本发明中藤条编织示意图。

图5是本发明的顶升装置使用示意图。

图6是本发明的连接单元安装示意图。

图7是本发明中刚性骨架支撑示意图。

图中,1、支撑单元;2、轮子;3、支撑柱;4、定位支撑;5、球形轴;6、支撑板;7、限位孔;8、限位销;9、边角;10、连接部;11、第一端部;12、第二端部;13、封盖;14、连接板;15、连接头;16、预留槽;17、竹片;18、支撑面;19、环形钢梁;20、支撑结构。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述:

一种编织造型的复杂曲面造型空间的建造方法,该方法用于复杂曲面造型空间建造,如图1所示,包括以下步骤:

S1、在施工场地绘制施工网格线:

在三维建模软件中建立曲面空间模型,三维建模软件如Rhino(犀牛软件)、SketchUP(草图大师)等;根据曲面空间模型绘制曲面空间模型在底面的平面投影图;将该平面投影图划分为若干网格,支撑板按照网格的形状建造,获取网格每个节点位置对应在曲面空间模型的三维坐标,支撑板的边角位置对应网格的节点,支撑板的边角位置与网格的节点在曲面空间模型的位置重合;

根据平面投影图在地面按照比例绘制施工网格线;

S2、在施工场地搭设刚性轮廓骨架;

以草帽形状的曲面空间造型为例,刚性轮廓骨架选择环形钢梁19,环形钢梁19由若干段圆弧形钢管结构组成,将若干段圆弧形钢管结构连接形成封闭的环形钢梁,该环形钢梁作为造型的刚性轮廓骨架;通过起吊设备将环形钢梁19吊起后通过绳索牵引调整其角度,然后通过支撑结构20将环形刚性支撑起,如图7所示,支撑结构选用钢柱,钢柱呈V型支撑在环形钢梁19下方,使得支撑更加稳定。

S3、根据施工网格线安装顶升装置,顶升装置上端设置支撑板6,支撑面6拼接形成支撑面18:

其中,顶升装置包括若干支撑单元1,若干支撑单元1堆叠设置,支撑板6安装在最上端的支撑单元1的上端,支撑板6可相对顶部的支撑单元1调节高度和角度;具体地,如图3所示,支撑单元选用钢结构搭设的方形架体,在顶部的支撑单元1上方设有支撑板6、支撑柱3、球形轴5、定位支撑4,球形轴5安装在支撑板6的下端,支撑柱3下端垂直安装在顶部的支撑单元1的上端面,支撑柱3上端与球形轴5连接,支撑柱3通过球形轴5连接支撑板6,支撑板6可相对支撑柱3进行角度调节;在支撑柱3的外围设置若干定位支撑4,以四个定位支撑为例,四个定位支撑4下端垂直安装在顶部的支撑单元1的上端,定位支撑4的上端为自由端,定位支撑4的长度可以调节,调节定位支撑4的长度使得定位支撑的自由端可以从下方抵住支撑板6,进而实现对支撑板6的角度定位。

支撑柱3长度可以调节,本实施例中支撑柱3包括两段,两段支撑柱之间承插连接,两段支撑柱上均设有限位孔7,下部的支撑柱连接固定顶部的支撑单元1上端,上部的支撑柱连接固定球形轴5,相对下部的支撑柱向上或者向下移动上部的支撑柱实现高度调节,调节完成后可以在限位孔7内插入限位销8将上下两段支撑柱的位置进行临时固定;同样,定位支撑4也可以包括两段,两段定位支撑上下分布,两段定位支撑之间承插设置,下部的定位支撑4连接固定在顶部的支撑单元1的上端面,上部的定位支撑可相对下部的定位支撑上移或者下移,在两段定位支撑上也设有限位孔7,限位孔7内插入限位销8,通过插入限位孔7中的限位销8对上下两段限位支撑的相对位置进行临时固定。当然,定位支撑4和支撑柱3也可以采用电动伸缩电机、液压油缸、气缸等,只是相对成本有所提高。为了方便移动,还可以在底部的支撑单元下方安装轮子2,轮子如万向轮。

支撑板6为多边形平板,常见的如四边形、三角形等,若干顶升装置阵列排布,最终支撑板之间拼接形成支撑面18,如图5所示。

安装顶升装置时,包括以下步骤:

1、根据每个网格位置处的节点对应的曲面空间模型的三维坐标,按照比例选择顶升装置的高度,将顶升装置初步移动到网格内;

2、借助全站仪测量支撑板的边角9的平面坐标,调整顶升装置在施工网格内的位置,直至支撑板的边角9的平面坐标满足对应位置的曲面空间模型上的平面坐标;

3、调节支撑板的角度和高度,通过全站仪测量支撑板的边角9的纵向坐标,直至支撑板的边角9的纵向坐标满足对应位置的曲面空间模型上的纵向坐标

重复步骤1-3,完成其他位置顶升装置的安装,支撑板邻接形成支撑面。

S4、在支撑面上安装非刚性骨架,非刚性骨架包括若干连接单元,连接单元之间连接形成网状骨架,网状骨架的边缘与轮廓骨架连接固定:

其中,连接单元如图2所示,包括连接部10、第一端部11、第二端部12,第一端部11和第二端12部分别设置在连接部10的两端,第一端部11和第二端部12上分别连接有若干连接件,相邻的连接单元之间通过连接件连接;连接单元之间通过连接件形成双层网状结构。

具体地,连接部10、第一端部11、第二端部12可以是一体的结构,也可以是三部分连接在一起,本实施例中以一体的结构为例,连接部10采用钢管结构,钢管的两端为分别为第一端部11和第二端部12,在第一端部11和第二端部12分别设有四个预留槽16,预留槽16留有开口,开口的位置安装封盖13,通过封盖13将预留槽16的开口封住;连接件包括连接杆和连接头15,连接杆可以是柱形杆,也可以是扁平的连接板14,以连接板为例,在连接板14的一端或者两端焊接圆柱形的连接头15,连接头15的直径大于连接板14的厚度;对于连接在两个连接单元之间的连接板14而言,连接板14的两端均安装连接头15;对于一端连接在连接单元另外一端连接刚性轮廓骨架的连接板,则连接板14连接在连接单元的一端设置连接头15,连接板14连接刚性轮廓骨架的一端不设置连接头。

将连接头15由预留槽16的开口卡入预留槽16内,然后安装封盖13将预留槽16的开口封住,连接头15不能从预留槽16通过,实现连接件与第一端部以及连接件与第二端部的活动连接,如图6所示。

S5、在网状骨架上安装装饰层,将藤条安装在网状骨架上形成装饰层:

支撑面18形成后,在支撑面18上安装网状骨架,也即在支撑面18上铺设安装连接单元,以两个环形钢梁之间为例,以其中一个环形钢梁为起始位置,将连接单元的连接件一端与环形钢梁焊接固定,当然也可以通过其他方式连接固定;然后以安装好的连接单元为基准沿支撑面铺设连接件单元,相邻的两个连接单元之间通过连接件连接,直至延伸至另外一个环形钢梁,将连接单元通过连接件与该环形钢梁焊接固定,最终形成双层网状拓扑结构,也即完成非刚性骨架在刚性骨架上的安装。

待非刚性骨架安装完成后,安装装饰层,装饰层选用藤条进行安装,藤条可以是天然植物藤条,如竹条,也可以是高分子材料制作的编织条,此处不做限制,可以根据需要选择。本实施例中选用竹片17,在竹片17的两端分别开设圆孔,安装时,在连接板14的两侧安装竹片17,连接板14两侧的竹片17之间通过螺栓、绑扎带等穿过圆孔进行连接,如图4所示;当然,也可像竹编工艺一样采用纵桁交错编织的方式进行藤条安装。

本实施例只是对本发明的进一步解释,并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改,但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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