一种双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法与流程

1.本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法。


背景技术：

2.随着科技的发展，钢结构以其自重轻、结构强度高以及承载力高等优点在建筑领域得到越来越广泛的应用。此外，随着生活水平的提高，人们越来越追求新颖奇特的建筑造型，双曲螺旋钢结构楼梯就是其中的一种。
3.在施工之前，需要对双曲螺旋钢结构楼梯进行建模，以对双曲螺旋钢结构楼梯的施工提供参考。但由于双曲螺旋钢结构楼梯为空间弯扭结构，结构较为复杂，现有的建模方法操作麻烦，建模后的精度较低，实用性差。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，能够精准地建立双曲螺旋钢结构楼梯的三维模型，且建立过程快速高效，实用性好。
5.根据本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，包括以下步骤：
6.s100.利用cad软件放样出楼梯两侧的梯梁的三维；
7.s200.将所述三维cad线模导入tekla软件中，利用所述tekla软件，建立所述楼梯的三维实体模型；
8.s300.利用rhino软件完成所述楼梯的三维实体模型的bim校核。
9.根据本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，至少具有如下有益效果：
10.与现有技术相比，本发明中，首先利用cad软件完成楼梯梯梁的三维弯扭结构的三维cad线模的建立，之后利用tekla软件，在梯梁的三维cad线模的基础上建立整个楼梯的三维实体模型，结合两款软件的优点，设计巧妙，建立过程快速高效，最后利用rhino软件完成楼梯的三维实体模型的bim校核，使得楼梯的三维实体模型的建立更加精准，此外，利用tekla软件，还能够在三维实体模型的基础上出具楼梯的构件加工图和零件展开图，便于后续的施工，解决了双曲螺旋钢结构楼梯深化设计困难的问题。
11.根据本发明的一些实施例，所述步骤s100具体包括如下过程：
12.s110.利用所述cad软件放样出所述梯梁的螺旋中心样条曲线，沿所述螺旋中心样条曲线将所述梯梁划分为多个梯梁分段；
13.s120.利用所述cad软件，以所述螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出其中一个所述梯梁分段在长度方向上的多个梯梁横断面；
14.s130.利用所述cad软件，以所述螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出所述梯梁分段两端的端面，所述端面定义为梯梁分段面；
15.s140.重复步骤s120和s130，放样出所述梯梁的三维cad线模。
16.根据本发明的一些实施例，所述步骤s100还包括：
17.s150.所述楼梯包括内螺旋段和外螺旋段，对所述内螺旋段内侧的部分所述梯梁分段的所述梯梁横断面放样出铅锤投影面。
18.根据本发明的一些实施例，所述步骤s110具体包括如下过程：
19.s111.将cad设计图纸中的梯梁中心线的控制点坐标导入excel表格中，并将所述控制点坐标沿所述梯梁中心线的长度方向依次排序；
20.s112.在所述excel表格中对所述控制点坐标进行数据格式化处理；
21.s113.将所述excel表格中处理好的数据导入所述cad软件中，得到所述螺旋中心样条曲线，沿所述螺旋中心样条曲线将所述梯梁划分为多个梯梁分段。
22.根据本发明的一些实施例，所述步骤s120具体包括如下过程：
23.s121.在所述cad软件中画出所述梯梁分段的多个横截面，并将多个所述横截面存为块属性；
24.s122.以所述控制点为原点，所述螺旋中心样条曲线的法平面为xy平面，所述控制点的切向方向为z轴方向，建立局部坐标系；
25.s123.将所述横截面插入到所述局部坐标系的xy平面，得到所述梯梁横断面。
26.根据本发明的一些实施例，所述步骤s200具体包括如下过程：
27.s210.将所述三维cad线模导入所述tekla软件中，利用所述tekla软件的三角形模拟器功能，放样出所述梯梁的三维实体模型；
28.s220.利用所述tekla软件放样出所述楼梯的平台梁和踏步板的三维实体模型，以得到所述楼梯的三维实体模型。
29.根据本发明的一些实施例，所述步骤s300具体包括如下过程：
30.s310.将所述楼梯的三维实体模型导入所述cad软件中，得到三维cad实体模型；
31.s320.根据所述楼梯的不同构件类型，在所述三维cad实体模型中划分出不同的图层；
32.s330.将所述三维cad实体模型导入所述rhino软件，将所述三维cad实体模型与建筑设计模型、幕墙外包模型做bim碰撞校核。
33.根据本发明的一些实施例，所述步骤s300还包括如下过程：
34.s340.根据所述bim碰撞校核的结果，修改模型放样，并重复步骤s310至步骤s330，直至bim碰撞校核的结果达到要求，最终得到楼梯的三维加工模型。
35.根据本发明的一些实施例，还包括步骤：
36.s400.利用所述tekla软件，出具所述楼梯的构件加工图。
37.根据本发明的一些实施例，还包括步骤：
38.s500.利用所述tekla软件的三角形展开器功能，出具所述楼梯的零件展开图。
39.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
40.本发明的上述和/或添加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：
41.图1为本发明的螺旋中心样条曲线示意图；
42.图2为本发明的梯梁横断面示意图；
43.图3为本发明的铅锤投影面示意图；
44.图4为本发明的梯梁分段的梯梁横断面和梯梁分段面示意图；
45.图5为本发明的梯梁的三维cad线模示意图；
46.图6为本发明的梯梁的三维实体模型示意图；
47.图7为本发明的楼梯的三维实体模型示意图；
48.图8为本发明的楼梯的三维实体模型的bim校核示意图；
49.图9为本发明的楼梯的构件加工示意图；
50.图10为本发明的楼梯的零件展开示意图。
具体实施方式
51.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、内、外、顶、底等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.在本发明的描述中，多个指的是两个或者两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
54.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、建立等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
55.下面参考图1至图10描述根据本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法。
56.根据本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，包括以下步骤：s100.利用cad软件放样出楼梯两侧的梯梁的三维；s200.将三维cad线模导入tekla软件中，利用tekla软件，建立楼梯的三维实体模型；s300.利用rhino软件完成楼梯的三维实体模型的bim校核。
57.本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，首先利用cad软件完成楼梯梯梁的三维弯扭结构的三维cad线模的建立，之后利用tekla软件，在梯梁的三维cad线模的基础上建立整个楼梯的三维实体模型，结合两款软件的优点，设计巧妙，建立过程快速高效，最后利用rhino软件完成楼梯的三维实体模型的bim校核，使得楼梯的三维实体模型的建立更加精准，此外，利用tekla软件，还能够在三维实体模型的基础上出具楼梯的构件加工图和零件展开图，便于后续的施工，解决了双曲螺旋钢结构楼梯深化设计困难的问题。
58.下面对本发明实施例的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法的步骤s100至s300进行更加具体的描述。
59.在本发明的一些实施例中，如图1至图5所示，步骤s100具体包括如下过程：s110.
利用cad软件放样出梯梁的螺旋中心样条曲线，沿螺旋中心样条曲线将梯梁划分为多个梯梁分段；s120.利用cad软件，以螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出其中一个梯梁分段在长度方向上的多个梯梁横断面；s130.利用cad软件，以螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出梯梁分段两端的端面，端面定义为梯梁分段面；s140.重复步骤s120和s130，放样出梯梁的三维cad线模。
60.本实施例中，可以根据现场吊装方案，综合考虑吊重、梯梁的构件和零件的结构，将梯梁分成多个梯梁分段，然后以梯梁的螺旋中心样条曲线上的点为控制点，依次放样出所有梯梁分段的梯梁横断面和梯梁分段面，即可形成梯梁的三维cad线模，建模更加快速高效，且更加精准。
61.在本发明的一些实施例中，如图3和图5所示，步骤s100还包括：s150.楼梯包括内螺旋段和外螺旋段，对内螺旋段内侧的部分梯梁分段的梯梁横断面放样出铅锤投影面。具体的，对内螺旋段内侧的曲率较大位置处的梯梁分段的梯梁横断面放样出铅锤投影面。如此设置，使得梯梁的三维cad线模建立更加精准，便于后续的三维实体建模。
62.在本发明的一些实施例中，步骤s110具体包括如下过程：s111.将cad设计图纸中的梯梁中心线的控制点坐标导入excel表格中，并将控制点坐标沿梯梁中心线的长度方向依次排序；s112.在excel表格中对控制点坐标进行数据格式化处理；s113.将excel表格中处理好的数据导入cad软件中，得到螺旋中心样条曲线，沿螺旋中心样条曲线将梯梁划分为多个梯梁分段。
63.本实施例中，先通过excel表格对控制点坐标进行排序，然后将控制点坐标导入cad软件中，即可精准得到螺旋中心样条曲线。
64.在本发明的一些实施例中，如图2所示，步骤s120具体包括如下过程：s121.在cad软件中画出梯梁分段的多个横截面，并将多个横截面存为块属性；s122.以控制点为原点，螺旋中心样条曲线的法平面为xy平面，控制点的切向方向为z轴方向，建立局部坐标系；s123.将横截面插入到局部坐标系的xy平面，得到梯梁横断面。通过cad软件画出梯梁分段的横截面，之后将横截面插入到螺旋中心样条曲线的法平面上，即可得到梯梁横断面，建立过程快捷方便。
65.在本发明的一些实施例中，如图6和图7所示，步骤s200具体包括如下过程：s210.将三维cad线模导入tekla软件中，利用tekla软件的三角形模拟器功能，放样出梯梁的三维实体模型；s220.利用tekla软件放样出楼梯的平台梁和踏步板的三维实体模型，以得到楼梯的三维实体模型。由于tekla软件不方便直接完成梯梁的三维实体模型的建立，本实施例中，先将梯梁的三维cad线模导入tekla软件中，通过tekla软件即可放样出梯梁的三维实体模型，之后再放样出楼梯其它部件的三维实体模型，例如楼梯的平台梁和踏步板的三维实体模型，即可得到楼梯的三维实体模型，建立过程简单方便。
66.在本发明的一些实施例中，如图8所示，步骤s300具体包括如下过程：s310.将楼梯的三维实体模型导入cad软件中，得到三维cad实体模型；s320.根据楼梯的不同构件类型，在三维cad实体模型中划分出不同的图层；s330.将三维cad实体模型导入rhino软件，将三维cad实体模型与建筑设计模型、幕墙外包模型做bim碰撞校核；s340.根据bim碰撞校核的结果，修改模型放样，并重复步骤s310至步骤s330，直至bim碰撞校核的结果达到要求，最终得到楼梯的三维加工模型。
67.本实施例中，通过将三维cad实体模型与建筑设计模型、幕墙外包模型做bim碰撞校核，根据bim碰撞校核结果，即可确定楼梯的三维模型是否精准，当楼梯的三维模型不准确时，即可调整楼梯的三维模型，直至bim碰撞校核的结果达到要求，最终得到精准的楼梯三维加工模型，以便于后续进行楼梯的加工。
68.在本发明的一些实施例中，双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法还包括步骤：s400.利用tekla软件，出具楼梯的构件加工图。具体的，如图9所示，包括如下过程：s401.在tekla模型中，赋予楼梯的构件、零件唯一编号；s402.在三维实体模型中选取加工尺寸控制点，以添加辅助坐标点，主要为构件端部轮廓点、隔板控制点等；s403.对梯梁构件，设置工厂加工局部坐标系；s404.出具梯梁构件的深化加工图；s405.出具平台梁和踏步板的深化加工图。本实施例中，出具楼梯的构件加工图，即可方便后续对楼梯构件进行加工。
69.在本发明的一些实施例中，双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法还包括步骤：s500.利用tekla软件的三角形展开器功能，出具楼梯的零件展开图。
70.具体的，如图10所示，利用tekla软件的三角形展开器功能，将楼梯的翼缘以及腹板等零件展开，出具楼梯的零件展开图，以方便后续对楼梯的零件进行加工。
71.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：
1.一种双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：s100.利用cad软件放样出楼梯两侧的梯梁的三维cad线模；s200.将所述三维cad线模导入tekla软件中，利用所述tekla软件，建立所述楼梯的三维实体模型；s300.利用rhino软件完成所述楼梯的三维实体模型的bim校核。2.根据权利要求1所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s100具体包括如下过程：s110.利用所述cad软件放样出所述梯梁的螺旋中心样条曲线，沿所述螺旋中心样条曲线将所述梯梁划分为多个梯梁分段；s120.利用所述cad软件，以所述螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出其中一个所述梯梁分段在长度方向上的多个梯梁横断面；s130.利用所述cad软件，以所述螺旋中心样条曲线上的点为控制点，放样出所述梯梁分段两端的端面，所述端面定义为梯梁分段面；s140.重复步骤s120和s130，放样出所述梯梁的三维cad线模。3.根据权利要求2所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s100还包括：s150.所述楼梯包括内螺旋段和外螺旋段，对所述内螺旋段内侧的部分所述梯梁分段的所述梯梁横断面放样出铅锤投影面。4.根据权利要求2所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s110具体包括如下过程：s111.将cad设计图纸中的梯梁中心线的控制点坐标导入excel表格中，并将所述控制点坐标沿所述梯梁中心线的长度方向依次排序；s112.在所述excel表格中对所述控制点坐标进行数据格式化处理；s113.将所述excel表格中处理好的数据导入所述cad软件中，得到所述螺旋中心样条曲线，沿所述螺旋中心样条曲线将所述梯梁划分为多个梯梁分段。5.根据权利要求2所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s120具体包括如下过程：s121.在所述cad软件中画出所述梯梁分段的多个横截面，并将多个所述横截面存为块属性；s122.以所述控制点为原点，所述螺旋中心样条曲线的法平面为xy平面，所述控制点的切向方向为z轴方向，建立局部坐标系；s123.将所述横截面插入到所述局部坐标系的xy平面，得到所述梯梁横断面。6.根据权利要求1至5中任一项所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s200具体包括如下过程：s210.将所述三维cad线模导入所述tekla软件中，利用所述tekla软件的三角形模拟器功能，放样出所述梯梁的三维实体模型；s220.利用所述tekla软件放样出所述楼梯的平台梁和踏步板的三维实体模型，以得到所述楼梯的三维实体模型。7.根据权利要求1至5中任一项所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在
于，所述步骤s300具体包括如下过程：s310.将所述楼梯的三维实体模型导入所述cad软件中，得到三维cad实体模型；s320.根据所述楼梯的不同构件类型，在所述三维cad实体模型中划分出不同的图层；s330.将所述三维cad实体模型导入所述rhino软件，将所述三维cad实体模型与建筑设计模型、幕墙外包模型做bim碰撞校核。8.根据权利要求7所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，所述步骤s300还包括如下过程：s340.根据所述bim碰撞校核的结果，修改模型放样，并重复所述步骤s310至所述步骤s330，直至所述bim碰撞校核的结果达到要求，最终得到楼梯的三维加工模型。9.根据权利要求1至5中任一项所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，还包括步骤：s400.利用所述tekla软件，出具所述楼梯的构件加工图。10.根据权利要求1至5中任一项所述的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，其特征在于，还包括步骤：s500.利用所述tekla软件的三角形展开器功能，出具所述楼梯的零件展开图。

技术总结
本发明公开了一种双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，包括如下步骤：S100.利用CAD软件放样出楼梯两侧的梯梁的三维；S200.将所述三维CAD线模导入TEKLA软件中，利用所述TEKLA软件，建立所述楼梯的三维实体模型；步骤S300.利用RHINO软件完成所述楼梯的三维实体模型的BIM校核。本发明的双曲螺旋钢结构楼梯深化设计方法，能够精准地建立双曲螺旋钢结构楼梯的三维模型，且建立过程快速高效，实用性好。实用性好。实用性好。


技术研发人员：陈振明 赵少锋 周军红 张银国 王海亮 王光东 赵邓 顾必成
受保护的技术使用者：中建钢构江苏有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/7