近年来国内空间钢结构有了较大的发展,特别是一些大跨度弯扭钢结构(或组合钢结构)发展非常迅猛。这些新型钢结构的外观独具匠心,表面多为流线型造型,如此的造型必然导致详图设计非常复杂。本文以深圳湾体育中心钢结构项目为例,对弯扭构件的详图深化思路作简要介绍。
深圳湾体育中心位于深圳滨海大道南侧,西临科苑路,东临沙河西路,南临深圳湾内湖,东西长约720米,南北宽约定430米,规划面积为307740平方米,总建筑面积约15万平方米,主要由三部分组分:占地面积5万平方米、主体建筑面积约4万平方米、商贸建筑约2万平方米的体育场,占地2万平方米、建筑面积约3.5万平方米、内含游泳馆的全民健身中心,其整体外观造型为流线型一个“海之贝”。深化之初按施工图给定的外观轮廓的坐标用样条曲线连结起来,形成空间线网,为说明问题,选取弯扭比较复杂的部位作一介绍。
体育中心造型中部的漏斗部位是比较复杂的部位,在整体线网中选取两条曲率较大的相交曲线,“一线成四线”,此做法为模拟做法,精确做法可通过微积分的原理加以求证,但是实际加工和安装中存在一定误差,而用模拟的方式而引起的误差远在加工误差范围之内,因此精确做法实际意义不大,以下为“一线成四线”的做法,偏移量为箱体的各参数在各自曲线上的投影长度。首先要选取一块单板零件,当该板件不带折时,所出的小样图只是简单地标了一下长宽,以及零件名。当所选板件带折时,所出的小样图分为两部分,一个是定位图,一个是成型图。这个也是深化思路中的关键点之一。在定位图上,有折弯线和标记点,当标记点的间距小于“假定最小弯度”中的标记点最小间距时,将视为平面而忽略。否则就用折线来模拟,以此类推,知道其间距小于“假定最小弯度”。
在成型图上,考虑到立体图常会互相遮盖,只是象征性地标了第一和第二点。要是全标,很可能会一团糟。或可以把图纸放大到间隙足够大已达到不相互遮盖的问题。当所选板件带折时,系统还会要求您选取一根相应的轴线,并且将该轴线施转到一个平面后投影到带折板件上,以此作为定位图上的“校核基准线”(逆直线)。由于所选的轴线可能是一根直线,有的接近直线,而直线是不能构成一个面的(严格地说是直线不能构成一个唯一的面),所以选轴线接近直线时就不画逆直线。
为了便于加工,小样图总是凹凸向上的。标注是A和B,但是图纸下方的“规格”是C和D,图形的放置角度是为了便于测量和校核,而规格是用来下料的,应该转平以后计算。小样图的右上角有图号标记,标的是该板件的“组件号-零件号”。还显示了“第一点实际坐标值”,可供核对。
出构架图,构架装配图分成三部分,第一部分以三维信息显示该构架,第二、第三部分是两张校验图,一张是轴线在水平面上的构架图,另一张是轴线在垂直面上的构架面。如果同时选中了加强板(隔板),也会显示出来。图纸下方还附有材料表。材料表中有“零件号”,所以在出“构架装配图”前就应该确保整个构架中的每一块板件都已命名,且不得同名(同名零件在材料表中只出一个,因为带折板件中的每一个小三角都是同名)。因为材料表中有“重量”,要将每一块带折板展开、旋转,以求出其最小外接矩形,然后才能计算毛重,所以耗时较长,可以适当采用估算法。
构架图的右上角有图号标记,标的是该构架的“组件号”。构架装配图对第二第三部分图形进行了消隐处理,由原来的全部实线改成了有实有虚,其代价是速度更慢了,尤其对于扭曲板。第一部分图形不作消隐处理,那是因为第一部分图形中有板件厚度线,并且是虚线,再做消隐虚线就太多了,容易混淆。第二第三部分图形中加入了均分档标注,当构架中没有加强板或加强板太少时,胎架尺寸标注就太少了,如今自动加入了均分档标注(均分档大小可根据构件自行确定,一般去500毫米),就完全可以控制均分档数量。
弯扭构件的深化相对于普通钢结构的深化更加繁琐,更加复杂,需要考虑的方面更多,不仅多了张开图,还增加了台架图。然而随着目前钢结构项目的普遍化,类似的项目必将更多、更普遍,这就需要在各自项目中详图人员多摸索,多总结。