1、雙曲面鋁板造型設(shè)計及加工的簡化方法與運用 【作者】：趙國友 劉招生 【摘要】：本文介紹了鋁板裝飾幕墻設(shè)計、加工中雙曲面造型的一些簡化方法和運用實例，通過對設(shè)計、加工中簡化方法的探討總結(jié)，以期對建筑裝飾工程中經(jīng)常遇到的雙曲面造型的處理作些有益的貢獻。 【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 在鋁板裝飾幕墻設(shè)計、加工中，我們經(jīng)常會碰到一些比較難于處理的雙曲面造型，對于這類造型，我們可以利用簡化方法來處理。下面結(jié)合鋁板幕墻設(shè)計加工中比較復(fù)雜的雙曲面造型實例對這類問題的簡化方法及運用作一些探討。 一、以直代曲簡化處理雙曲面造型 有些時候，建筑設(shè)計師為了要體現(xiàn)某種裝飾效果，設(shè)計了一

2、些圓弧、雙曲面、球形的造型。這些形狀，在鋁板加工中，單一的圓弧形狀比較好處理，利用三輥機就能直接實現(xiàn)。而雙曲面、球形是二維、三維成弧，由于三輥機只能一維成弧，所以就不能利用三輥機直接加工成形，要加工雙曲面、球面形狀鋁板就只能開模，用模具成形，但模具成形成本較高，周期較長，若無特殊需要，本著降低成本，縮短工期的要求，在不影響裝飾效果的基礎(chǔ)上，就需要進行簡化設(shè)計，運用簡化方法可以達到這一目的。 對于二維雙曲面造型鋁板，我們采用以直代曲的簡化方法處理，可以將之細(xì)分成無數(shù)的一維弧形鋁板，即在一個方向上保持原來的弧形不變，在另一個方向上用無數(shù)的直線代替原來的弧形(見圖一)。 有些時候，裝飾效果上可以允許

3、大直線段的存在，即在整個雙曲面造型上允許一個方向上有很明顯的直線段。有些時候，設(shè)計雙曲面就是為了要達到雙曲面二維方向上都是圓弧的效果，在這種情況下，若運用以直代曲的簡化方法，就需要考慮用直線所代圓弧的弦高(見圖二)，在弦高越小的情況下，直線就越接近弧線，以直代曲加工出來的雙曲面鋁板就比較渾圓。當(dāng)然，弦高小到什么程度才不影響整體裝飾的渾圓效果？對于這一問題還沒有一個確切的定值，因為不同的半徑，有著不同的分法。總的來說，根據(jù)所需裝飾效果的實際情況，在一定的距離、視覺上感覺不到很明顯的直線組合就可以了。一般，根據(jù)已完成工程的實際經(jīng)驗，可以考慮長弧形方向弦高4mm為界，弦高h(yuǎn)小于等于4mm，即可用直線

4、代替弧線以簡化雙曲面造型的設(shè)計加工。 以直代曲的簡化方法處理鋁板幕墻雙曲面造型比較典型的例子有湖北省人民醫(yī)院鋁板幕墻工程和寧波櫟社國際機場鋁板幕墻工程。 湖北省人民醫(yī)院鋁板幕墻工程鋁單板約5000m2,其中就有很大一部分屬于雙曲面造型。在主體墻面，由于水平投影方向半徑很大，分段成1200mm分格的直線弧形鋁板后弦高很小，裝飾出來的整體效果自然形成了雙曲面造型，但頂部和女兒墻雙曲面造型由于水平投影方向半徑較小，若分格較大，弦高就會很大，就會很明顯的顯現(xiàn)出一段一段的直線段，因此，處理這類雙曲面造型，就是保留原有單元分格，將原有單元分格再細(xì)分成幾個弦高很小的直線圓弧段，將這些直線圓弧段在工廠焊接成一

5、個單元分格(見圖三)，爾后再將這些單元分格安裝上墻后自然就形成了雙曲面造型。 寧波櫟社國際機場內(nèi)裝鋁板幕墻工程鋁單板1萬多平方米，其中也有很大一部分飄蓬鋁板屬于雙曲面造型(見圖四)。在設(shè)計時，考慮到水平投影方向圓弧半徑很大（R=272m）, 1980mm分格其弦高僅1.8mm，完全可以用直線代替曲線。在半徑很大，分格相對很小的情況下，弦高變得非常小，直線就趨近于曲線，整體效果就趨近于雙曲面。 在用直線代替曲線時應(yīng)注意，直線圓弧板的水平投影應(yīng)是梯形（見圖五），因投影半徑外大內(nèi)小，相應(yīng)的分格投影也應(yīng)是外長內(nèi)短，否則內(nèi)外若加工成等長就安裝不上墻了。 二、雙曲面造型龍骨不規(guī)則的簡化處理 在有些鋁單板幕

6、墻工程中，由于工地現(xiàn)場所焊鋼架龍骨不標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致現(xiàn)場所量實際尺寸也不規(guī)則，從而導(dǎo)致雙曲面分格形狀無法確定，以致以直代曲后單向圓弧板形狀也無法確定，若按每一單元分格現(xiàn)場實際尺寸加工鋁板，安裝上墻后會出現(xiàn)膠縫不均勻，有的地方膠縫可能很大，有的地方膠縫可能很小，甚至出現(xiàn)扭曲狀。在這種情況下，為了保證膠縫的均勻性，運用簡化方法就能輕易處理。其中一種方法就是將雙曲面總的弧長測量出來再除以分格數(shù)將其均分，這種方法在鋼架還未焊接之前行之有效。但有些時候鋼架已經(jīng)做好了，并且由于某些原因沒按標(biāo)準(zhǔn)分格焊接，這時候若均分分格就需重新調(diào)整鋼架，但重新調(diào)整鋼架既費力又費材，很不經(jīng)濟。在無特定要求下，可以不用調(diào)整鋼架，只需

7、調(diào)整所量尺寸即可。具體調(diào)整方法是將不規(guī)則單向圓弧板簡化為等腰梯形單向圓弧板后將長度基本接近的鋁板斜率調(diào)成一樣，經(jīng)過這樣調(diào)整后，膠縫寬度就基本變成一樣寬了。 對于此種情況比較典型的例子是昆山雙鶴藥業(yè)大廈頂部鋁單板雙曲面造型的處理。 昆山雙鶴藥業(yè)大廈頂部鋁單板雙曲面造型俯視圖如圖六，剖面形狀如圖六中K-K剖面，由于俯視圖半徑比較大，因此，可以將雙曲面單元分格簡化成一維直線弧形鋁板如圖七，其剖面形狀如圖七中F-F剖面，經(jīng)過簡化后，雙曲面單元分格就簡化成一維直線弧形鋁板了。在這個工程中，由于事先鋼架已經(jīng)焊接完成，且焊接單元極不標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)已焊接好的鋼架所測量的每個單元分格如圖七中A、B尺寸長度都不相等，

8、由于單元鋼架不標(biāo)準(zhǔn)，因此每個單元分格的形狀無法確定，只能按等腰梯形一維弧形鋁板進一步簡化。簡化后，由于A、B尺寸已確定，故等腰梯形一維弧形鋁板的形狀就確定下來了。但等腰梯形一維弧形鋁板的形狀是簡化后的理想模型，A、B尺寸確定后，此單元等腰梯形一維弧形鋁板的斜率(A-B)就已確定。由于每個單元分格的A、B值均不相同，因此由此確定的每塊鋁板斜率也不相同，若按此實際尺寸及斜率加工鋁板，當(dāng)這些鋁板安裝上墻后，就會出現(xiàn)上述膠縫寬窄不均的現(xiàn)象。為了避免上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，若按理想模型簡化單元分格，就需調(diào)整單元分格的斜率，具體做法是保證A、B尺寸中的其中一個尺寸不變，調(diào)整另外一個尺寸。在此工程中，由于如圖示的B尺寸要與下面與之相接的墻面鋁板對膠縫，所以保證B尺寸不變。此例中，由于每個單元分格的A、B尺寸均不相同且有的相差很大，因此，將尺寸分成幾段，A、B尺寸相差不大的鋁板歸在一段，將其斜率（A-B）調(diào)成一樣(見附表一)。在調(diào)整尺寸的過程中應(yīng)注意，A、B尺寸比較小的斜率也相應(yīng)的比較小。 具體調(diào)整方法如下： 通過公式調(diào)整表一中的70件板，將調(diào)整后的值與調(diào)整之前的值相比較，可以看出誤差不大，再將調(diào)整后的值與調(diào)整之前的值的總和相比較，可以看出和值基本相等，