一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋼結(jié)構(gòu)領域的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，先建立不銹鋼景觀雕塑的三維實體模型，并將所述三維實體模型分解為N根不銹鋼桿件，再在無約束的條件下模擬逐一拆除該三維實體模型中的N根不銹鋼桿件，每拆除一根不銹鋼桿件，對該三維實體模型進行一次應力分析，得到所述三維實體模型上所有關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)，若所述三維實體模型上任意一個關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)超過設計允許的范圍，則放棄模擬拆除該根不銹鋼桿件，再在無約束條件下，選擇另外一根不銹鋼桿件進行模擬拆除，并對模擬拆除下來的不銹鋼桿件逐一編流水號。其技術(shù)效果是：其使不銹鋼桿件的安裝順序易于控制和管理，保證施工安全、質(zhì)量可靠，作業(yè)效率高；同時減少因為不銹鋼桿件之間的相互碰撞而導致安裝無法進行的問題。
【專利說明】一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)領域的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，景觀雕塑在城市中越來越普遍，但是在安裝過程中普遍存在不銹鋼景觀雕塑的結(jié)構(gòu)形式與常規(guī)建筑鋼結(jié)構(gòu)大不相同，從不銹鋼桿件排布到主次結(jié)構(gòu)分析均不易理清，這給施工帶來了很大風險性，一方面結(jié)構(gòu)在施工過程中的穩(wěn)定單元的劃分難度大，另一方面也給合理統(tǒng)籌狹小的焊接操作空間的布局帶來困難。不銹鋼景觀雕塑的定位必須十分準確，有別于常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)測量，為了避免累積誤差的出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)測量需保證每根不銹鋼桿件定位的準確；同時不銹鋼景觀雕塑中普遍存在的大懸挑結(jié)構(gòu)變形，通過計算機進行施工仿真模擬，模擬施工順序得出變形值，以在施工過程中進行反變形預調(diào)控制。目前不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法普遍存在以下缺點:安裝中易出現(xiàn)不銹鋼桿件之間相互阻擋使后續(xù)不銹鋼桿件無法安裝；施工順序不易確定導致安裝無法控制和管理；最終造成施工效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，其使不銹鋼景觀雕塑施工中的不銹鋼桿件的安裝順序易于控制和管理，保證施工安全、質(zhì)量可靠，作業(yè)效率高，同時減少因為不銹鋼桿件之間的相互碰撞而導致安裝無法進行問題的發(fā)生。
[0004]本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案是:一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，包括下列步驟:
[0005]模型建立步驟:建立不銹鋼景觀雕塑的三維實體模型，并將所述三維實體模型分解為N根不銹鋼桿件；
[0006]模擬拆除步驟:在所述三維實體模型上，在無約束條件下，模擬拆除一根不銹鋼桿件；
[0007]變形和位移數(shù)據(jù)處理步驟:該不銹鋼桿件拆除后，對所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點進行一次應力分析，得到該三維實體模型上的各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)；
[0008]若所述三維實體模型上所有關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)未超過設計允許的范圍，則進入下一步驟；
[0009]若所述三維實體模型上任意一個關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)超過設計允許的范圍，則放棄模擬拆除該不銹鋼桿件，返回模擬拆除步驟，再在無約束條件下，重新選擇一根不銹鋼桿件進行模擬拆除；
[0010]編流水號步驟:對完成模擬拆除的不銹鋼桿件從I開始編流水號，每完成一根不銹鋼桿件的模擬拆除，流水號加I，若流水號小于N，則返回模擬拆除步驟，若流水號等于N，則結(jié)束該不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法。
[0011]進一步的，在進行所述編流水號步驟前，還進行了支撐反力模擬步驟，根據(jù)所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)，進行支撐反力模擬，了解所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點的反力的變化，從而在不銹鋼景觀雕塑安裝過程中選擇滿足要求的固定措施。
[0012]采用了本發(fā)明的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法的技術(shù)方案，即先建立不銹鋼景觀雕塑的三維實體模型，并將所述三維實體模型分解為N根不銹鋼桿件，再在無約束的條件下，逐一模擬拆除該三維實體模型中的N根不銹鋼桿件，進行應力分析，得到所述三維實體模型上所有關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)，并對模擬拆除下的不銹鋼桿件編流水號的不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:其使不銹鋼景觀雕塑施工中的不銹鋼桿件的安裝順序易于控制和管理，保證施工安全、質(zhì)量可靠，作業(yè)效率高；同時減少因為不銹鋼桿件之間的相互碰撞而導致安裝無法進行問題的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結(jié)合附圖進行詳細地說明:
[0015]具有復雜結(jié)構(gòu)的不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬包括下列內(nèi)容
[0016]1.結(jié)構(gòu)變形分析及預變形控制
[0017]作為一件藝術(shù)品，不銹鋼景觀雕塑的外觀效果是工程質(zhì)量的決定性因素，對于具有大懸挑結(jié)構(gòu)的不銹鋼景觀雕塑，安裝過程中的變形將嚴重影響其的外觀效果。
[0018]為了滿足不銹鋼景觀雕塑的外觀要求和施工可行性，采取設計與施工協(xié)作共同完成的方法。在設計過程中通過調(diào)整不銹鋼桿件截面，采用控制雕塑中各個大懸挑結(jié)構(gòu)變形的數(shù)值的方法，控制大懸挑結(jié)構(gòu)最終變形數(shù)據(jù)的范圍，施工過程中經(jīng)過預調(diào)，減少大懸挑結(jié)構(gòu)變形，確保大懸挑結(jié)構(gòu)在自重作用變形下仍能呈現(xiàn)預定的效果，最終使大懸挑結(jié)構(gòu)在自重下位移可控。
[0019]通過在設計過程對大懸挑結(jié)構(gòu)變形進行控制，即不銹鋼景觀雕塑大懸挑結(jié)構(gòu)變形的上限由計算得出，施工過程中在此基礎上對大懸挑結(jié)構(gòu)中各個關(guān)鍵點進行預調(diào)，預調(diào)值的大小以設計計算數(shù)值為參考，再結(jié)合施工過程中的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對不銹鋼景觀雕塑的大懸挑結(jié)構(gòu)進行安裝預調(diào)，利用自重的反變形效果，使大懸挑結(jié)構(gòu)的最終位置與設計定位更加接近，呈現(xiàn)設計效果。
[0020]施工過程的計算模擬:
[0021]不銹鋼景觀雕塑的特殊結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了其很難進行穩(wěn)定小單元的劃分，不銹鋼景觀雕塑中各種結(jié)構(gòu)，尤其是大懸挑結(jié)構(gòu)的受力情況也隨著不銹鋼桿件的安裝不斷發(fā)生變化，因此對安裝工況下，各個不銹鋼桿件的受力進行應力分析是必不可少，一來可以充分了解安裝工況是否對某根不銹鋼桿件不利，二來可以驗算對不銹鋼桿件臨時固定措施的牢固性，合理加固對不銹鋼桿件進行支撐的支撐體系，或選擇合適的導鏈將不銹鋼桿件運送至指定位置。
[0022]通過對各個安裝工況下，不銹鋼桿件位移的模擬分析可以對結(jié)構(gòu)的變形趨勢有所了解，并據(jù)此制定針對的應對措施，保證安裝過程的變形不致對結(jié)構(gòu)的整體設計變形有所影響。各個安裝工況下不銹鋼桿件的變形情況都會發(fā)生變化，通過施工模擬得出理論結(jié)果后，如果某種安裝工況出現(xiàn)較大變形，那么必然對此步驟的安裝部署進行調(diào)整。對各個安裝工況下不銹鋼桿件的應力分析也是為了避免安裝過程與設計計算的各不銹鋼桿件應力有所不同所帶來種種風險。通過對不銹鋼桿件應力的分析，很直觀的了解各不銹鋼桿件在安裝過程中應力變化，及時發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整安裝順序以滿足不銹鋼桿件的強度要求。對施工工況的計算機模擬分析另一個目的便是能夠計算出支撐反力，了解安裝過程中反力的變化，從而選擇滿足要求的固定措施。根據(jù)計算機仿真模擬的安裝工況，能夠做足各方面準備，減少了施工中的風險，同時增強了工程的可控性，對于無經(jīng)驗借鑒的獨特雕塑的安裝顯得尤為重要。
[0023]本發(fā)明的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，包括下列步驟，
[0024]模型建立步驟:建立不銹鋼景觀雕塑的三維實體模型，并將所述三維實體模型分解為N根不銹鋼桿件；
[0025]模擬拆除步驟:在所述三維實體模型上，在無約束條件下，先行模擬拆除一根不銹鋼桿件；
[0026]變形和位移數(shù)據(jù)處理步驟:對該不銹鋼桿件模擬拆除后，對所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點進行一次應力分析，得到所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)；
[0027]若所述三維實體模型上所有關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)未超過設計允許的范圍，則進入下一步驟；
[0028]若所述三維實體模型上任意一個關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)超過設計允許的范圍，則放棄模擬拆除該根不銹鋼桿件，返回模擬拆除步驟，重新在無約束條件下，選擇另外一根不銹鋼桿件進行模擬拆除；
[0029]編流水號步驟:對模擬拆除下來的不銹鋼桿件從I開始編流水號，每完成一根不銹鋼桿件的模擬拆除，流水號加I，若流水號小于N，則返回模擬拆除步驟，若流水號等于N，則結(jié)束本發(fā)明的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬模擬方法。不銹鋼桿件實際安裝施工過程中，按照后拆的先安裝、先拆的后安裝的順序，按照流水號從大到小的順序進行不銹鋼桿件的安裝，即逆向安裝法。
[0030]在編流水號步驟前，還應根據(jù)所述三維實體模型中各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)，進行支撐反力模擬，了解所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點反力的變化，從而為在不銹鋼景觀雕塑安裝過程中，在與所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點對應的部位選擇滿足要求的固定措施。根據(jù)計算機仿真模擬的安裝工況，能夠做足各方面準備，減少了施工中的風險，同時增強了工程的可控性。
[0031]本發(fā)明的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，其優(yōu)點在于:不銹鋼桿件的安裝順序易于控制和管理，保證施工安全、質(zhì)量可靠，作業(yè)效率高，同時減少因為不銹鋼桿件之間的相互碰撞而導致安裝無法進行的問題。
[0032]本【技術(shù)領域】中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，包括下列步驟: 模型建立步驟:建立不銹鋼景觀雕塑的三維實體模型，并將所述三維實體模型分解為N根不銹鋼桿件； 模擬拆除步驟:在所述三維實體模型上，在無約束條件下，模擬拆除一根不銹鋼桿件； 變形和位移數(shù)據(jù)處理步驟:該不銹鋼桿件拆除后，對所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點進行一次應力分析，得到該三維實體模型上的各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)； 若所述三維實體模型上所有關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)未超過設計允許的范圍，則進入下一步驟； 若所述三維實體模型上任意一個關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)超過設計允許的范圍，則放棄模擬拆除該不銹鋼桿件，返回模擬拆除步驟，再在無約束條件下，重新選擇另外一根不銹鋼桿件進行模擬拆除； 編流水號步驟:對完成模擬拆除的不銹鋼桿件從I開始編流水號，每完成一根不銹鋼桿件的模擬拆除，流水號加I，若流水號小于N，則返回模擬拆除步驟，若流水號等于N，則結(jié)束該不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼景觀雕塑施工仿真模擬方法，其特征在于:在進行所述編流水號步驟前，還進行了支撐反力模擬步驟，根據(jù)所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點的變形和位移數(shù)據(jù)，進行支撐反力模擬，了解所述三維實體模型上的各關(guān)鍵點的反力的變化，從而在不銹鋼景觀雕塑安裝過程中選擇滿足要求的固定措施。
【文檔編號】G06T19/20GK104318609SQ201410572426
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】畢輝, 丁美志, 徐亮 申請人:上海通用金屬結(jié)構(gòu)工程有限公司