球形空间结构预装方法与流程

本发明涉及一种异型结构屋顶的加工制造方法，尤其涉及一种球形空间结构预装方法。

背景技术：

在普通的建筑工程中，常常使用钢梁搭建屋顶，对于普通且较小型的平顶型屋顶来说，由于外型规律，并且使用的各根钢梁的外型相同，因此有多种施工方式，例如：其中一种是通过在地面将各个钢梁焊死形成一个整体的屋顶，然后将整个屋顶结构用吊机起吊到屋的顶部并固定安装起来；另一种是利用螺栓连接，分成多个模块，在制造工场分模块单件制作成型，整体结构预装，在预装结构无问题之后，焊接固定，完成构件的制作；在焊接定型，完成预装后，拆卸处理，按安装顺序发货到地盘安装，其流程为：制作构件---焊接固定成型---发货安装。上述这种施工方法以分段模块法形式发地盘安装，地盘施工十分简单、方便。

但是，对于复杂的管状空间异型结构来说，其结构复杂，空间结构异型，例如球面型、螺旋型、扭转型等等外型，加工时结点定位困难，定位点不在同一平面内，方位，角度没有统一定位基准，按正常顺序制作容易造成构件错位，方位偏差，安装不起来，形成返工，返修，浪费人力物力，拖延工期。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种施工简单方便、施工效率高的球形空间结构预装方法。

为了实现上述目的，本发明提供的球形空间结构预装方法包括以下步骤：对球形空间结构模拟分成多段需要焊接的骨架及横管；以竖直的球心轴的地面点设定空间坐标系，在所述骨架及横管的交点处分别设定支柱坐标(x、y、z)、圆顶坐标(e、f、g)及立腿坐标(l、n、m)，所述圆顶坐标(e、f、g)位于所述球心轴上；所述立腿坐标(l、n、m)位于地面的圆周上；根据所述支柱坐标(x、y、z)、圆顶坐标(e、f、g)及立腿坐标在地面上分别设置支柱、一中间顶柱及立腿，并在所述中间顶柱的顶端固定一圆顶；在所述支柱的顶端设置所述骨架，使所述骨架之间、所述骨架与所述圆顶之间以及所述骨架与所述立腿之间焊接固定；将所述横管焊接于所述骨架上。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述球形空间结构的焊点处设置支柱坐标(x、y、z)以及圆顶坐标(e、f、g)，利用所述圆顶坐标在所述球形空间的竖直中心轴上设置中间顶住，从而可以先在中间顶住上端架设一圆顶，然后，再通过支柱坐标(x、y、z)及立腿坐标(l、n、m)设置支柱及立腿，进而又可以依次地架设骨架及横管，使骨架、圆顶、立腿及横管相互焊接结合成一个球形整体，即将整个球形空间结构分成多个小型的部件，再将这些小型部件按顺序组装，预装定位完成后再焊接固定，因此，施工简单、方便，结构定位精准，有效避免出错及返工，施工效率高。

较佳地，还包括最后一步：拆除构件、所述支柱及所述中间顶柱。

较佳地，所述骨架呈弧形结构。

较佳地，在焊接所述骨架前，先用螺栓对两所述骨架间进行预固定。

附图说明

图1是本发明球形空间结构示意图。

图2是本发明球形空间结构预装方法中设置支柱的示意图。

图3是本发明球形空间结构预装方法的流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，本发明球形空间结构100预装方法适用于对球形建筑进行搭建，所述球形建筑就是一个球形空间结构100，具体地，所述球形空间结构100包括圆顶1、骨架2及横管3，圆顶1位于内顶部，所述骨架2呈弧形结构，且所述骨架2及横管3呈交错地沿球面设置，从而搭建成球面外形。

请参阅图2及图3，所述球形空间结构100预装方法包括以下步骤：

步骤s1，对球形空间结构100模拟分成多段需要焊接的骨架2及横管3。

步骤s2，以竖直的球心轴的地面点设定空间坐标系，在所述骨架2及横管3的交点处分别设定支柱坐标a(x、y、z)、圆顶坐标b(e、f、g)及立腿坐标c(l、n、m)，所述圆顶坐标b(e、f、g)位于所述球心轴上。所述立腿坐标c(l、n、m)位于地面的圆周上，立腿坐标c(l、n、m)联系地盘安装数据；地面的圆周是指球型空间对应在地面上的圆周。上述中的交点可以是两骨架2之间的交点，或者是骨架2与横管3之间的交点。

步骤s3，根据所述支柱坐标a(x、y、z)及圆顶坐标b(e、f、g)及立腿坐标c(l、n、m)在地面上分别设置支柱5、一中间顶柱4及立腿6，并在所述中间顶柱4的顶端固定一圆顶1；本步骤中，所述中间顶柱4的高度等于所述圆顶坐标b的g值，各个所述支柱5的高度等于与其对应的所述支柱坐标a的z值。

步骤s4，在所述支柱5的顶端设置所述骨架2，先用螺栓对两所述骨架2间进行预固定，再使两所述骨架2之间、所述骨架2与所述圆顶1之间以及所述骨架2与所述立腿6之间焊接固定；通过对所述骨架2先进行预固定，可以使骨架2与骨架2之间的装配更准确，保证焊接后骨架2位置的精确性。

步骤s5，将所述横管3焊接于所述骨架2上。

步骤s6，拆除构件、所述支柱5及所述中间顶柱4。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述球形空间结构100的焊点处设置支柱坐标a(x、y、z)、圆顶坐标b(e、f、g)及立腿坐标c(l、n、m)，利用所述圆顶坐标b(e、f、g)在所述球心轴上设置中间顶住，从而可以先在中间顶住上端架设一圆顶1，然后，再通过支柱坐标a(x、y、z)及立腿坐标c(l、n、m)设置支柱5及立腿6，进而又可以依次地架设骨架2及横管3，使所述骨架2、圆顶1、立腿6及横管3相互焊接结合成一个球形整体，即将整个球形空间结构100预先分成多个小型的部件，再将这些小型部件按顺序组装，其流程为：制作构件模块—预装定位—焊接固定成型—拆卸处理—发货安装。因此，地盘施工简单、方便，结构定位精准，有效避免出错及返工，施工效率高。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种球形空间结构预装方法，包括以下步骤：对球形空间结构模拟分成多段需要焊接的骨架及横管；以竖直的球心轴地面点设定空间坐标系，在骨架及横管的交点处分别设定支柱坐标、圆顶坐标及立腿坐标，所述圆顶坐标位于所述球心轴上；所述立腿坐标位于地面的圆周上；根据所述支柱坐标、圆顶坐标及立腿坐标在地面上分别设置支柱、一中间顶柱及立腿，并在所述中间顶柱的顶端固定一圆顶；在所述支柱的顶端设置所述骨架，使所述骨架之间、所述骨架与所述圆顶之间以及所述骨架与所述立腿之间焊接固定；将所述横管焊接于所述骨架上。本发明球形空间结构预装方法具有施工简单方便、结构定位精准，有效避免出错及返工，施工效率高的优点。

技术研发人员：刘仕军;黄敏
受保护的技术使用者：东莞港重机械设备有限公司
技术研发日：2017.08.28
技术公布日：2017.11.07