孫鵬 陳靜

【摘要】對建筑裝飾工程中經(jīng)常遇到的雙曲面造型的處理，如何進(jìn)行高效合理的鋁板裝飾幕墻設(shè)計，怎樣解決加工中雙曲面造型的一些簡化問題。雙曲面鋁板造型如何設(shè)計及加工，才能更加高效的進(jìn)行簡化方法與運用。

【關(guān)鍵詞】鋁板幕墻雙曲面造型設(shè)計及加工簡化方法與運用;光筒雙曲面鋁板安裝;鋁板造型雙曲面

為了簡化雙曲面造型的處理，建筑設(shè)計師有時會設(shè)計一些圓弧、雙曲面、球面形狀，以體現(xiàn)一定的裝飾效果。這一些形狀，在鋁板的進(jìn)一步加工中，單圓弧形狀好處理，可以通過三輥機直接實現(xiàn)。然而，雙曲面和球面是二維和三維圓弧成形。由于三輥機只能形成一維圓弧，不能直接用三輥機加工。加工雙曲面和球形鋁板時，只需打開模具，用模具成型即可。然而，模具成形成本高，周期長。如果沒有特殊需要，為了降低成本，縮短工期，在此基礎(chǔ)上不影響裝修效果，有必要對設(shè)計進(jìn)行簡化，這可以用簡化的方法來實現(xiàn)。對于二維雙曲面鋁板，我們采用直線代替曲線的簡化方法，可以將其細(xì)分為無數(shù)個一維圓弧鋁板，即原圓弧在一個方向不變，原圓弧在另一個方向被無數(shù)條直線代替。

有時，裝飾效果會允許大直線段的存在，即在整個雙曲面形狀中，有一個方向有明顯的直線。有時，雙曲面的設(shè)計是為了達(dá)到雙曲面二維方向為圓弧的效果。在這種情況下，如果采用直線代替曲線的簡化方法，則需要考慮用直線代替圓弧的弦高。弦高越小，直線越接近圓弧，用直線代替曲線加工的雙曲鋁板更圓。當(dāng)然，弦高在多大程度上不影響整體裝飾的圓潤效果呢？由于不同的半徑有不同的劃分方法，這個問題沒有確定的數(shù)值。一般來說，根據(jù)實際情況所要求的裝飾效果，在一定的距離和視覺上感覺不到明顯的線性組合是可以的。一般根據(jù)已完工程的實際經(jīng)驗，可考慮長弧方向弦高為4mm，弦高h(yuǎn)小于或等于4mm，即可用直線代替圓弧，簡化雙曲面造型的設(shè)計和加工。

在一些鋁單板幕墻工程中，由于施工現(xiàn)場的焊接鋼架龍骨不規(guī)范，現(xiàn)場實測的實際尺寸也不規(guī)則，導(dǎo)致雙曲面網(wǎng)格形狀的不確定性，使得用直線代替曲線后的單向圓弧板形狀無法實現(xiàn)下定決心。如果鋁板按每個單元的實際尺寸加工，在墻上安裝后膠接會不均勻，膠接可能會很大，有些地方可能會很小甚至扭曲。在這種情況下，為了保證膠縫的均勻性，可以很容易地采用簡化的方法。其中一種方法是測量雙曲面總弧長，然后除以網(wǎng)格數(shù)。這種方法在鋼架焊接前是有效的。但有時鋼架已經(jīng)完工，由于某些原因，鋼架沒有按標(biāo)準(zhǔn)焊接。此時，如果鋼架平分，鋼架需要重新調(diào)整。然而，重新調(diào)整鋼架既費時又費錢，非常不經(jīng)濟(jì)。在沒有具體要求的情況下，無需調(diào)整鋼架，只需調(diào)整所需尺寸即可。具體的調(diào)整方法是將不規(guī)則的單向圓弧板簡化為等腰梯形的單向圓弧板，并將基本接近長度的鋁板的坡度調(diào)整到相同。調(diào)整后，膠縫寬度基本相同。

在某些時候，為了體現(xiàn)一定的裝飾效果，建筑設(shè)計師設(shè)計一些弧形、雙曲面、球面形狀。這些形狀，鋁板加工中，單圓弧形狀好處理，可以通過三輥機直接實現(xiàn)。然而，雙曲面和球面是二維和三維圓弧成形。由于三輥機只能形成一維圓弧，不能直接用三輥機加工。加工雙曲面和球形鋁板時，只需打開模具，用模具成型即可。然而，模具成形成本高，周期長。如果沒有特殊需要，為了降成本，縮工期，基礎(chǔ)上不影響裝修效果，有必要對設(shè)計進(jìn)行簡化，這可以用簡化的方法來實現(xiàn)。

對于二維雙曲面鋁板，我們采用直線代替曲線的簡化方法，可以將其細(xì)分為無數(shù)個一維圓弧鋁板，即原圓弧在一個方向不變，原圓弧在另一個方向被無數(shù)條直線代替。有時，裝飾效果會允許大直線段的存在，即在整個雙曲面形狀中，有一個方向有明顯的直線。有時，雙曲面的設(shè)計是為了達(dá)到雙曲面二維方向為圓弧的效果。在這種情況下，如果采用直線代替曲線的簡化方法，則需要考慮用直線代替圓弧的弦高。弦高越小，直線越接近圓弧，用直線代替曲線加工的雙曲鋁板更圓。當(dāng)然，弦高在多大程度上不影響整體裝飾的圓潤效果呢？由于不同的半徑有不同的劃分方法，這個問題沒有確定的數(shù)值。根據(jù)實際所要求的裝飾出來的效果，在一定的距離和視覺上感覺不到明顯的線性組合是可以的。一般根據(jù)已完工程的實際經(jīng)驗，可考慮長弧方向弦高為4mm，弦高h(yuǎn)小于或等于4mm，即可用直線代替圓弧，簡化雙曲面造型的設(shè)計和加工。

用直線代替曲線的簡化方法處理鋁板幕墻的雙曲形狀是一種典型的方法。在主墻中，由于水平投影方向半徑較大，分割成1200mm網(wǎng)格的直線弧形鋁板的后弦高度很小，因此整體裝飾效果自然形成了雙曲線形狀。但是，由于頂部和女兒墻雙曲面造型的水平投影方向半徑較小，如果水平投影方向半徑較大，弦高就會很大，因此會明顯地顯示出一段直線段，因此要處理這種雙曲型造型，保留原單元網(wǎng)格，然后將原始單元網(wǎng)格細(xì)分為若干個弦高很小的線性弧段。這些線性弧段在工廠焊接成一個單元網(wǎng)格，然后將這些單元網(wǎng)格安裝在墻上，自然形成一個雙曲線形狀。

結(jié)語：

目前，鋁合金蒙皮拉伸成形的研究內(nèi)容包括拉伸成形的基本機理、解析分析和有限元模擬以及回彈補償模具修復(fù)。針對鋁蒙皮拉深成形過程，開發(fā)了自動化程度高的軟件。國內(nèi)外對復(fù)雜鋁合金蒙皮的拉伸成形技術(shù)、鏡面蒙皮的成形機理、有限元仿真軟件的開發(fā)等都進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化和工藝設(shè)計與制造系統(tǒng)軟件的開發(fā)。雙曲型鋁單板生產(chǎn)企業(yè)的操作人員非常有必要掌握鈑金工藝，有利于鈑金生產(chǎn)管理，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本的重要保證。

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