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如何设计一座钢结构假山?

 作者接到一个某游乐园假山的结构设计,根据包装设计单位提供的犀牛软件模型搭出钢结构主框架,在3D3S中设计计算主钢结构并完成绘图,后续对深化公司提供的深化图纸进行校对。现将该设计过程详细叙述如下。

  首先看到的概念图是这样的:

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  一列翻转腾空的过山车从两只头颅高高昂起的巨型石象中间穿过,巨象抬起前腿仿佛要踏扁列车,呐喊声也响彻长空。这两只巨型石象就是我设计结构的对象。

  接到设计任务,我网上查找了一些钢结构设计的资料,安装了犀牛软件,做好准备工作。终于接到了包装设计公司发来的模型,打开是这样的:

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  翻转看一下轴测图:

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  禁不住赞叹设计师的想象力啊,看上去蛮逼真,蛮生动的!

  这种包装钢结构的设计方法,第一步先画等高线。等高线的距离可以按照钢结构层高设定,但作者建议等高线适当密一点,这样可以提高结构的精准度,免得后期发现搭出来的钢架子都突出模型的外表皮了。将模型按照等高线分割。

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  只留下等高线,避免视觉上太混乱。然后就可以画线搭钢结构架子了:

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  尽量保证竖向构件贯通,能从上到下对齐尽量对齐。如果不考虑包装内部做功能用房的话,内部构件可以按照预先设定好的间距横平竖直地规则布置了。像四肢、鼻子、象牙、头部等外形复杂的部位,需要细化等高线,认真细致地画结构线条,避免突出包装。(一般主钢结构需退回包装边线一定距离,本例采用退回一米。主钢结构与外皮之间采用次钢结构搭出,一般由施工单位自由发挥。)搭出来的钢结构架子是这个样子:

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  渲染一下:

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  这是两个高度达到30米的庞然大物,单位用钢量非常可观。

  最后一步还需将犀牛模型与钢结构架子套在一起比对一下,防止局部一些部位突出包装。

  调整好钢架子后,导入3D3S计算,选取合适的构件截面,本例柱子采用Φ315圆钢管,梁采用口380x270方钢管,斜撑采用Φ250圆管,进行后续计算、验算。

  过一段时间,钢结构深化单位会提供深化图纸。

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  节点的设计是重点关注的对象。现场赶工期,钢结构搭起来飞快。借别人的图用一下,主体结构搭出来还比较丑陋

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  这里要再一次给包装单位点赞了,两只大象穿上衣服,华丽的变身啊。

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  这就是一个大型假山钢结构的设计过程。总结一下,类似的项目不要被庞大的体型和复杂的造型吓到。一步一步来,要做到粗中有细,繁简结合。重点要关注节点设计,兼顾当地施工水平和条件,确保真实结构能与计算假定一致。本例中,大象的鼻子和象牙属于长悬挑构件,应当重视其振动问题,风荷载计算要精细。还要小心避免出现大面积积水部位,荷载施加要当心。


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