[发明专利]利用直线型材拼装带状曲面建筑表皮的方法

说明书

本发明涉及建筑设计技术领域，提供了一种利用直线型材拼装带状曲面建筑表皮的方法。该方法根据带状曲面的上边界线和下边界线在带状曲面的中部做出一条中分线；对应将上边界线和下边界线上的N+1个切分点连接确定型材轴线，得到N+1条型材轴线；得到N+1个型材的长边方向，确定型材的长边方向和轴线即可在XYZ空间坐标系排列生成一系列连续变化的型材，模拟出带状曲面的视觉效果；采用本申请设计方法对带状曲面进行几何信息分析，调整每个型材的倾斜角度、长度，使之顺延带状曲面排列，形成一系列连续变化的型材序列，模拟出带状曲面的视觉效果，从而形成带状曲面建筑表皮，上述直线型材便于生产和拆卸，可以很方便的拼装出不同形态的曲面建筑表皮。

技术领域

本发明属于建筑设计技术领域，特别涉及一种利用直线型材拼装带状曲面建筑表皮的方法。

背景技术

在一些建筑设计类型中，例如临时性的展览性建筑或者观赏性建筑，为了提高观赏性和提升整体的视觉效果，建筑表皮不再是单一的直立式，而是采用造型感和艺术性较高的带状曲面，带状曲面为飘带状，其由上边界线、下边界线及两个侧边构成，其上边界线与下边界线长度接近，带状曲面顺延长度方向延伸，由不同曲率的多段曲面构成，带状曲面可通过模型软件进行生成，此带状曲面相对于常规单一的平面或弧面的形态要复杂许多。目前曲面建筑表皮的设计存在局限性，即使可以在计算机中对带状曲面建模，但是因为其实际表面积较大即使可以采用有弹性的整体成型表皮材料覆盖，但也有耐久性不强或视觉上不够平滑美观的问题，必须寻找一种易于批量生产、耐久性强的单元体，用特定的方式将其拼接起来。在现有技术中常用直线型的型材拼接形成平面状建筑表皮，但是如何采用直线型的型材高质量拼装带状曲面建筑表皮，这成了需要解决的技术难题；在确定如何成型带状曲面建筑表皮之后，如何固定曲面建筑表皮也是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用直线型材拼装带状曲面建筑表皮的方法，采用型材拼装成型带状曲面建筑表皮。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种利用直线型材拼装带状曲面建筑表皮的方法，包括如下步骤：

在XYZ空间坐标系中，根据带状曲面的上边界线和下边界线在带状曲面的中部做出一条中分线；

中分线在XY平面投影得到中分投影线，计算中分投影线的长度为L，设型材的宽度为w，型材之间的间隙为s，则型材轴线的间距为w+s，带状曲面可被型材分割为N部分，N＝L/(w+s)，其中N向上取整；

N等分中分投影线，加上中分投影线的起点和止点共得N+1个等分点，分别做等分点处中分投影线的法平面，法平面交上边界线、下边界线及中分线，在上边界线、下边界线及中分线上各得N+1个切分点；

对应将上边界线和下边界线上的N+1个切分点连接确定型材轴线，得到N+1条型材轴线，过各条轴线中点做该轴线的法平面，此平面为轴线的中垂面；

在XYZ空间坐标系上过中分线第一个切分点做平行于第一条轴线的中垂面的平面，在该平面上过中分线第一个切分点做中分线的切线，使得中分线第一个切分点的切线在中垂面投影，投影得到的线即为第一个型材的长边方向；

依次类推，从而得到N+1个型材的长边方向，确定型材的长边方向和轴线即可在XYZ空间坐标系排列生成一系列连续变化的型材形成建筑表皮，模拟出带状曲面的视觉效果。

可选的，中分线由如下步骤做出：

将带状曲面的上边界线和下边界线各自进行n等分，在上边界线和下边界线各得n-1个等分点，加上各自的起点和止点各得n+1个等分点，对应将上边界线和下边界线上的n+1个等分点连接得到n+1条连线，取得n+1条连线的中点，将此n+1个中点连接成样条曲线，将该样条曲线沿Y轴方向在带状曲面上投影生成带状曲面中分线。

可选的，将带状曲面向后偏移建造主体钢结构，在主体钢结构与型材之间设置多级调节机构，多级调节机构用于调节型材的位置。