一种双曲面吊顶的施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及吊顶工程的技术领域，尤其涉及一种双曲面吊顶的施工方法。
【背景技术】
[0002] 双曲面拱形吊顶工艺复杂，题量大，拱顶层高；工期一般需要较长，施工难度大，空 间结构复杂，拱形结构安装测量和定位困难，如何设计双曲面吊顶的模型、如何将双曲面板 完成面与理论模型相吻合是非常大的难点。目前尚未有合适的方法解决上述问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种双曲面吊顶的施工方 法，该方法能根据屋面钢结构模型建立初步模型，然后采用无棱镜测量技术，对主体钢结构 进行全面的复合测量，根据测量成果、实际偏差修正初步模型，建立最终的面板模型；并能 对现场施工精度进行控制使双曲面板完成面与理论模型相吻合。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0005] -种双曲面吊顶的施工方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一、采用无棱镜全站仪测量钢架结构表面点数据，将采集到的点数据进行预 处理，预处理程序包括去除噪音点、数据插补、多视拼合，将预处理后的点数据构成矩阵，建 立初步曲面点阵模型；
[0007] 步骤二、直接调节初步曲面点阵模型构成曲面控制顶点的点数据，进行初步曲面 点阵模型修改，在初步曲面点阵模型上通过提取、投影点数据获得曲线，然后对曲线进行位 置调整、长度调整和光顺处理；
[0008] 步骤三、将即将在初步曲面点阵模型上构建的曲面分为基本曲面和连接曲面两 种，分别进行构造；其中，基本曲面为曲面主体结构，连接曲面用于将相邻的基本曲面连接， 基本曲面和连接曲面共同组成完整的双曲面模型；
[0009] 步骤四、构建基本曲面，对初步曲面点阵模型中的点数据进行分块，在块内通过控 制曲面阶数生成初步基本曲面，通过直接调节构成初步基本曲面的控制顶点做进一步调 整，优化初步基本曲面的精度、光顺性以及面片的尺寸，得到基本曲面；
[0010] 步骤五、构造连接曲面，通过块外点数据控制曲面阶数生成连接曲面，优化连接曲 面精度、光顺性，使其与基本曲面的连接处要满足数学上的Gl连续或G2连续；
[0011] 步骤六、对构建的双曲面模型进行整体分析，得到双曲面模型的经线及炜线的高 斯曲率分布及正负极值出现位置，得到双曲面模型在大跨度上的高斯曲率分布；
[0012] 步骤七、对构建的双曲面模型进行细部分析，选取双曲面模型其中一根经线或炜 线，将其分为数个区间，对每个区间的弦长和弧顶距进行计算；其中，弦长表示每个区间起 点与终点之间直线段的长度，反映曲线切线斜率大小，弧顶距表示每个区间段中距离弦线 最远的顶点到弦线的距离，数值大小可以反映曲线变化率大小。
[0013] 步骤八、根据双曲面模型的分析结果制作出料单，进行双曲面面材制作；
[0014] 步骤九、在双曲面面材吊装系统上安装万向节结构；万向节结构包括有关节组，关 节组内侧设有球铰，能实现水平面上的360°转动和垂直平面上的正负15°转动，万向节 结构使吊装系统吊装双曲面面材时更为方便；
[0015] 步骤十、在双曲面模型中提取坐标，根据坐标在钢架结构上安装抱箍，然后安装主 龙骨；
[0016] 步骤^^一、复核主龙骨标高；
[0017] 步骤十二、安装次主龙骨和双曲面面材挂件；
[0018] 步骤十三、在双曲面面材挂件上按双曲面模型安装双曲面面材，制得双曲面吊顶。
[0019] 双曲面面材为铝材。
[0020] 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0021 ] 上述的双曲面面材吊装系统的钢龙骨与万向节结构铰接配合，使万向节结构能与 钢龙骨在垂直平面上具有正负10°的转动。
[0022] 上述的连接曲面采用倒角法制作，倒角法为：以需要进行连接的两曲面的交线作 为导引线，进行等半径倒角或变半径倒角；通过调整倒角半径值来调整曲面形状变化，逼近 测量数据。
[0023] 上述的连接曲面采用直接建模法制作，直接建模法为：在曲面片之间实现光滑连 接时，保证各连接面片具有公共边，且各曲面片的控制线连接要光顺，通过修改控制线的起 点、终点约束条件，使其曲率或切向矢量在接点保持一致。
[0024] 上述的在步骤十至步骤十三中，每道工序都有全站仪定位打点。
[0025] 本发明通过无棱镜全站仪测量点数据，通过点数据构造双曲面模型，再将双曲面 模型作为模板制备双曲面板以及作为后续的施工蓝图，在整个过程中，对模型进行多次处 理，根据测量成果、实际偏差修正初步模型，建立最终的面板模型，然后通过现场施工精度 的控制将理论模型转化成最终的双曲面吊顶。
【附图说明】
[0026] 图1是实施例中用于表现曲面的造型规律和造型变化特点的结构示意图；
[0027] 图2是图1中韩线曲率不意图；
[0028] 图3是图1中经线曲率示意图；
[0029] 图4是实施例中第19轴纵向曲线变化分析图；
[0030] 图5是第17轴至第21轴大吊顶轴测图；
[0031] 图6是第17轴至第21轴的垂直纵向曲线变化分析示例图；
[0032] 图7是万向节结构示意图；
[0033] 图8是实施例中施工工序及精度控制示意图。
【具体实施方式】
[0034] 以下对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0035] -种双曲面吊顶的施工方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤一、采用无棱镜全站仪测量钢架结构表面点数据，将采集到的点数据进行预 处理，预处理程序包括去除噪音点、数据插补、多视拼合，将预处理后的点数据构成矩阵，建 立初步曲面点阵模型；
[0037] 步骤二、直接调节初步曲面点阵模型构成曲面控制顶点的点数据，进行初步曲面 点阵模型修改，在初步曲面点阵模型上通过提取、投影点数据获得曲线，然后对曲线进行位 置调整、长度调整和光顺处理；
[0038] 步骤三、将即将在初步曲面点阵模型上构建的曲面分为基本曲面和连接曲面两 种，分别进行构造；其中，基本曲面为曲面主体结构，连接曲面用于将相邻的基本曲面连接， 基本曲面和连接曲面共同组成完整的双曲面模型；
[0039] 步骤四、构建基本曲面，对初步曲面点阵模型中的点数据进行分块，在块内通过控 制曲面阶数生成初步基本曲面，通过直接调节构成初步基本曲面的控制顶点做进一步调 整，优化初步基本曲面的精度、光顺性以及面片的尺寸，得到基本曲面；
[0040] 步骤五、构造连接曲面，通过块外点数据控制曲面阶数生成连接曲面，优化连接曲 面精度、光顺性，使其与基本曲面的连接处要满足数学上的Gl连续或G2连续；
[0041] 步骤六、对构建的双曲面模型进行整体分析，得到双曲面模型的经线及炜线的高 斯曲率分布及正负极值出现位置，得到双曲面模型在大跨度上的高斯曲率分布；
[0042] 步骤七、对构建的双曲面模型进行细部分析，选取双曲面模型其中一根经线或炜 线，将其分为数个区间，对每个区间的弦长和弧顶距进行计算；其中，弦长表示每个区间起 点与终点之间直线段的长度，反映曲线切线斜率大小，弧顶距表示每个区间段中距离弦线 最远的顶点到弦线的距离，数值大小可以反映曲线变化率大小。
[0043] 步骤八、根据双曲面模型的分析结果制作出料单，进行双曲面面材制作；
[0044] 步骤九、在双曲面面材吊装系统上安装万向节结构；万向节结构包括有关节组，关 节组内侧设有球铰，能实现水平面上的360°转动和垂直平面上的正负15°转动，万向节 结构使吊装系统吊装双曲面面材时更为方便；
[0045] 步骤十、在双曲面模型中提取坐标，根据坐标在钢架结构上安装抱箍，然后安装主 龙骨；
[0046] 步骤^^一、复核主龙骨标高；
[0047] 步骤十二、安装次主龙骨和双曲面面材挂件；
[0048] 步骤十三、在双曲面面材挂件上按双曲面模型安装双曲面面材，制得双曲面吊顶。
[0049] 所述的双曲面面材为铝材。
[0050] 所述的双曲面面材吊装系统的钢龙骨与万向节结构铰接配合，使万向节结构能与 钢龙骨在垂直平面上具有正负10°的转动。
[0051] 本发明的具体流程如下：
[0052]