[发明专利]空间双曲钢结构主拱爬梯建模方法

权利要求书

1.空间双曲钢结构主拱爬梯建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据空间双曲钢结构主拱三维设计线和分段点，以直代曲，获取空间双曲钢结构主拱爬梯每段梯段的设计线；

步骤二、采用参数化及编程工具编制对空间双曲钢结构主拱爬梯的单段梯段进行建模以形成标准模板；

步骤三、参照不同梯段设计线，替换标准模板输入端的梯段设计线，并根据每段梯段的具体情况调整参数，即可生成空间双曲钢结构主拱爬梯模型；

在所述步骤二中，单段梯段建模包括以下步骤：

步骤（一）、在建模平台中输入单段梯段设计线以计算出该单段梯段的基本参数；

步骤（二）、根据单段梯段设计线及所计算出的基本参数对该单段梯段的梯梁进行建模；

步骤（三）、根据单段梯段设计线及所计算出的基本参数对该单段梯段的梯步进行建模；

步骤（四）、根据单段梯段设计线及所计算出的基本参数对该单段梯段的梯柱进行建模；

步骤（五）、根据单段梯段设计线及所计算出的基本参数对该单段梯段的栏杆进行建模；

在所述步骤（一）中，所述基本参数为决定单段梯段总体形状和位置的关键参数，其包括设计线起点坐标、设计线终点坐标、梯段方向向量、梯段横向水平向量、梯段设计平面坐标系、梯段设计垂直面坐标系、梯段与世界坐标系XY平面的竖向夹角、梯段方向向量与世界坐标系X方向向量的水平夹角；

在所述步骤（二）中，对单段梯段的梯梁进行建模时，包括以下步骤：

步骤1、根据单段梯段设计线、梯段横向向量、梯步横向长度、以及梯梁上下端加长值放样出梯梁设计线；

步骤2、设置梯梁截面类型及材质参数，沿梯梁设计线生成梯梁模型；

在所述步骤（三）中，对单段梯段的梯步进行建模时，包括以下步骤：

步骤A、根据单段梯段设计线，将单段梯段设计线的上下端长度进行调整以获取梯步设计线；获取梯步预设步高，通过计算微调步高和计算步长，在梯步设计线上获取包含其起点和终点的等间距点，作为梯步在梯步设计线上的定位点；把长度为N的定位点列表中前N-1项的Z坐标值用后一项的Z坐标值替换，获得梯步的踏步面和踢脚面交线通过点；通过铅垂方向移动的方式调整通过点，再根据梯步横向长度，绘制梯步横向设计线；

步骤B、设置梯步截面类型及材质参数，沿梯步横向设计线生成梯步模型；

在所述步骤（四）中，对单段梯段的梯柱进行建模时，包括以下步骤：

步骤Ⅰ、根据单段梯段设计线，将单段梯段设计线的上下端长度进行调整以获取梯柱定位设计线，根据梯步横向长度，横向移动梯柱定位设计线以获得左右梯柱定位设计线；输入预设梯柱间距，根据梯柱定位设计线长度调整间距，在左右梯柱定位设计线上取点作为梯柱定位点；通过梯柱定位点向下绘制直线段作为梯柱设计线；

步骤Ⅱ、根据梯柱设计线、以及梯段方向向量与世界坐标系X方向向量的水平夹角，输入梯柱的截面类型和材质参数，沿梯柱设计线生成梯柱模型；

在所述步骤Ⅱ中生成梯柱模型后，获取梯梁下表面平面再用其去延伸并切割梯柱模型，使梯柱模型上端与梯梁相贯，梯柱模型下端用同样的方法与拱表面相贯；

所述梯梁下表面平面为梯段设计平面坐标系或梯段平行坐标系XY平面；

在所述步骤（五）中，对单段梯段的栏杆进行建模时，包括以下步骤：

步骤a、根据单段梯段设计线，上下端调整其长度，根据梯步横向长度，横向移动单段梯段设计线位置，再竖向移动以获取左右两侧栏杆的上下边设计线；

步骤b、获取左右栏杆上下边设计线端点，连接上下对应点并将上部延长，作为栏杆端部立杆设计线；沿栏杆端部立杆设计线，输入水平旋转角、截面规格、以及材质参数，生成端部立杆，使用梯梁上表面切割该端部立杆形成相贯口；

步骤c、适当调整栏杆上边设计线长度，输入截面规格和材质参数，生成栏杆纵杆设计线；

步骤d、以栏杆上下边设计线为基准，输入中间立杆的预设间距，通过计算在其上取得等分点，上下连线形成中间立杆设计线；输入水平旋转角、截面规格、以及材质参数，生成中间立杆，使用梯梁上表面切割该中间立杆形成相贯口。

2.根据权利要求1所述的空间双曲钢结构主拱爬梯建模方法，其特征在于，梯步截面类型根据计算步长进行设置。