[發(fā)明專利]一種軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810424430.4
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108665547B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 蔣斌
• 申請（專利權）人: 中船第九設計研究院工程有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T19/20;G06F30/13
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅

本發(fā)明公開了一種軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形方法，其特點是該找形方法包括：空間參數(shù)的確定、頂圓和底圓的圓弧段劃分、空間直線的連接以及空間網格結構的找形等步驟。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有方法簡便，精度高，其找形過程中的空間斜直線為結構桿件，所形成的網格能使結構受力最簡潔，簡化了計算過程，使建筑師或藝術家拋開繁雜的數(shù)學公式直接進行找形，尤其適用于復雜空間結構的找形，降低了工程設計量，工作效率大大提高。

技術領域

本發(fā)明涉及構建筑物空間結構技術領域，尤其是一種用于建筑、城市雕塑造型的軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形方法。

背景技術

隨著社會的不斷進步，城市的跨越式發(fā)展，人們對建筑、城市雕塑的造型的要求越來越高，一些具有韻律感、富于變化的軸對稱殼造型得到了越來越多的應用，軸對稱雙曲線殼就是其中的一種。軸對稱雙曲線殼目前廣泛地應用于大型火電站、核電站中的鋼筋混凝土冷卻塔。

目前，常規(guī)的找形是按下述方法構成的：

參閱附圖1a，將一段雙曲線繞其對稱軸旋轉360°，完成雙曲線的旋轉。

參閱附圖1b，雙曲線旋轉360°后找形完成，得到的軸對稱雙曲線殼。

參閱附圖1c，應用計算機編程對軸對稱雙曲線殼進行自適應的網格劃分。

現(xiàn)有技術的找形方法雖然簡單，但當應用于空間網格結構時，很難進行網格劃分，通過計算機自適應網格劃分生成的網格并非為最優(yōu)網格，因此，有必要重新尋找一種軸對稱雙曲線殼的找形方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而設計的一種軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形方法，采用空間幾何論證的軸對稱雙曲線旋轉殼找形方法，簡化了計算過程，使建筑師或藝術家拋開繁雜的數(shù)學公式直接進行找形，而且其找形過程所形成的網格，能使結構受力最簡潔，降低了工程設計量，工作效率大大提高，尤其適用于復雜空間結構的找形，方法簡便，精度高。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形方法，其特點是按下述步驟完成空間網格結構的找形：

(一)、空間參數(shù)的確定

分別確定殼體的頂圓半徑r、底圓半徑R和高度H。

(二)、圓弧段的劃分

將頂圓和底圓的圓周等分成m段一一對應的圓弧，m10。

(三)、右向斜直線的連接

在底圓上任選一圓弧端為A點，則頂圓上與A點對應的圓弧端為A'點，以A'點逆時針方向間隔n段的圓弧端為B點，連接A、B兩點為該圓弧端的右向斜直線，并按此規(guī)律依次連接其余各圓弧端的右向斜直線，完成m根底圓與頂圓的右向空間斜直線組，其A、B兩點的空間夾角為：其中6nm。

(四)、左向斜直線的連接

以頂圓A'點順時針方向間隔n段的圓弧端為C點，連接A、C兩點為該圓弧端的左向斜直線，并按此規(guī)律依次連接其余各圓弧端的左向斜直線，完成m根底圓與頂圓的左向空間斜直線組，其A、C兩點的空間夾角為：

(五)、空間網格結構的找形

上述左、右向兩空間斜直線組在空間兩兩相交，構成頂圓與底圓為軸對稱雙曲線殼空間網格結構的找形結果。

所述空間網格結構的找形采用Excel編程，其找形過程中的空間斜直線為結構桿件。

所述空間夾角α優(yōu)選為70°～150°。