[发明专利]一种钢结构柱脚节点的数字化设计方法

说明书

本发明涉及建筑工程技术领域，提供了一种钢结构柱脚节点的数字化设计方法。包括：将建筑底部轮廓线的形心位于坐标原点O；按照一定的距离对建筑底部轮廓线进行定数等分获得等分点；取等分后各弧线中点M_n作为钢柱的柱底轮廓形心的控制点；计算垂直升起设计高度h_n，得到钢柱的柱顶轮廓形心的控制点B_n；调整B_n的设计高度h_n；设定钢柱的柱脚节点的已知参数，计算得出柱脚节点的高度H_n，构建出柱脚节点的参数化模型；将参数化模型分别置于柱脚节点的M_n处，并将其旋转与钢柱匹配，完成柱脚节点的定位。本发明的有益效果在于：该方法能够极大减少重复劳动，缩短设计周期，提升设计的精确度。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，更具体地说，是涉及一种钢结构柱脚节点的数字化设计方法。

背景技术

现有的建筑物尤其是大型体育场馆，由于建筑物的顶端起伏变化明显，导致每根柱的尺寸与倾斜角度均不同，因此柱脚节点随之变化，其高度、张角等参数也各不相同。现有的设计方法步骤繁琐，设计周期长，需要大量的重复性劳动，且设计精度低，实际应用价值不高，上述现有技术的不足亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构柱脚节点的数字化设计方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钢结构柱脚节点的数字化设计方法，包括以下步骤：

步骤一：将建筑底部轮廓线置于平面直角坐标系中，将所述建筑底部轮廓线的形心位于坐标原点O；

步骤二：按照一定的距离对所述建筑底部轮廓线进行定数等分获得相邻钢柱之间的距离，设所述建筑底部轮廓线与Y轴的正向交点为A₁，获得等分点A_n，其中n=1,2,3……m，m为等分数，n顺时针计数，A_n与A_n+1间弧线设为a_n，当且仅当n=m时，A_n与A₁间弧线记为a_m；

步骤三：取等分后各弧线a_n中点，设为M_n，点M_n作为所述钢柱的柱底轮廓形心的控制点；

步骤四：确定所述钢柱沿向心轴线向外倾斜的斜度，所述向心轴线为垂直于X-O-Y平面穿过点M_n的轴线，其中，所述斜度g=h/d，h为高度，d为径向偏移距离；

步骤五：根据A_n对应的建筑的顶部轮廓线设计高度h_n和斜度g，由公式d_n=h_n/g计算A_n径向偏移距离d_n，在A_n径向向外偏移d_n后的点处垂直升起所述设计高度h_n，得到所述钢柱的柱顶轮廓形心的控制点B_n；

步骤六：连接所述M_n与B_n形成所述钢柱的轴线M_nB_n，同时连接M_n与B_n+1；

步骤七：根据所述建筑的顶部轮廓起伏，调整B_n的设计高度h_n，此时，M_nB_n的倾斜角度随h_n的变化而变化，柱脚节点的顶部张角∠B_nM_nB_n+1也随之变化；