[摘要]文中采用相貫線平面展開式計算公式和多貫口連續繪制公式，利用計算機編程一次性完成了空間結構多貫口相貫線的分析、計算和繪制工作。文中所述方法簡單、方便，切割出的相貫口滿足強度、焊接和安裝精度的要求。設計人員不必再為避開多桿相貫而加大節點設計截面，從而節省了材料，具有較高的經濟效益和市場前景。
　　[關鍵詞]計算機連續繪制；相貫線；多貫口；空間結構
　　1概述
　　空間鋼結構一直是一種倍受矚目的結構形式，主要包括空間網架、空間管桁架等，這類結構主要出現在門廳、飛機場、體育館、會展中心等結構中，隨著科技的發展和施工技術的不斷提高，此類結構的運用越來越普遍。而管與管相貫則成為此類結構設計與施工中較為常見的問題，特別是對于一些一個鋼管有多個相貫口的節點，為了保證鋼管相貫處受力合理、傳力有效、焊縫均勻和焊接可靠,需要將帶有空間曲線即相貫線切口的桿件在焊縫處準確切割成型。因此相貫線的計算對于鋼管相貫節點連接的設計、加工、施工等都是非常重要的。
　　工程應用中，不論是在現場還是加工場，需要對大批量鋼管進行貫口切割，為了提高效率。本文在前文研究的基礎上，結合計算機繪圖和運算技術，得出了空間多貫口相貫線計算機繪圖方法。該方法可以一次連續繪出被切桿上所有貫口的相貫線1：1展開圖，也可把依據本方法編制的程序輸入機床，在加工廠進行一次性切割。
　　2計算流程
　　在空間搭接節點處出現多管相貫時，往往選擇管外徑最小桿件進行切割，以最大限度保證節點強度，當鋼管外徑相同時，可任選一桿進行相貫線的切割。因為匯交鋼管的數量、角度、尺寸的不同得到的相貫線形態也各異,但相貫線始終是馬鞍型的三維曲線,當鋼管直徑及相貫桿間角度確定后其形狀是確定不變的。
　　以一空間球形網架節點為例,其上有4根管發生搭接相貫，已知節點及各桿的空間坐標和管徑見圖1。

　　圖1空間多管相貫球節點
　　圖1中指定P2為被切桿（即在該桿上進行相貫口切割）。以P1為圓心，根據文獻[1]中公式得出相貫線計算機繪制流程，如下：
　　（1）輸入P1（x1,y1,z1）、P2（x2,y2,z2）、P3（x3,y3,z3）┄Pi（xi,yi,zi）等各點空間坐標，定義節點為P1，被切桿為P2。
　　（2）計算桿長L，被切桿端點與各桿端點間距離d：
　　Li1=，di2=
　　（3）計算各桿與被切桿間夾角（用度表示）βi：
　　βi2=degrees（()）
　　（4）以被切桿為z軸正向，以P1點為坐標原點新建空間直角坐標系PX，PY，PZ。
　　（5）計算各桿在新建空間直角坐標系下PZ豎向投影長度zi（zi)=Li1*cos(βi2)）。
　　（6）計算各桿在新坐標系下PXPY水平面上投影長度mi（mi=Li1*sin(βi2)i=3,4,5,┄）。
　　（7）計算基桿端點3與相貫桿端點間距離（li3=i=4,5,6）。
　　（8）計算在PXPY面上基桿投影點3’與相貫桿投影點間距離s（si3’=）。
　　（9）計算在PXPY面上基桿投影長度m13與相貫桿投影長度間夾角θ，該夾角以基桿投影為基準線逆時針方向為正，順時針為負(cos(θ)=)。
　　（10）計算球節點球面所占有的相貫長度l0（）。
　　（11）計算相貫線高度h(因相貫線軌跡為對稱曲線，該公式只計算1/2圖形)：
　　h=
　　（12）繪出1：1相貫線圖形。
　　利用Visualbasic語言進行編程計算和繪制相貫線，見圖2。

　　圖2相貫線Excel繪制結果
　　圖2c是提取相貫線計算中數據，利用Execl軟件繪制的相貫線結果。從圖2b、c中的對比可以看出，本文采用的相貫線計算機繪制方法結果準確實用，可以方便的應用于空間結構各種相貫線的繪制中。
　　3工程應用
　　文中采用的相貫線計算機繪制技術可以應用于大量的工程實際中，由于本方法簡單易行，便于操作，在工程應用中取得了較好的效果。
　　深圳市民中心位于深圳市中心區中軸線上，總建筑面積21萬平方米，是深圳的標志性建筑。建筑由撐起大屋頂的圓塔、方塔及玻璃裙樓組成。深圳市民中心屋頂面積6.3萬平方米，總重量約9000噸，總長度486米、最大寬度154米，世界建筑史上尚無類似工程的實例，是深圳名副其實的“第一屋頂”。
　　該項目屋頂采用球形網架結構，單個球節點桿件相貫類型較多（見圖3），其中最多的一個有12跟桿件與球相貫，利用文中方法繪制了工程中所有相貫線，解決了多管相貫的難題，保證了施工進度，施工效果達到焊接和桿件連接的要求。

　　圖3深圳市民中心項目（空間網架結構）
　　4結論
　　文中采用的計算機繪制方法和計算分析不但解決了空間多貫口相貫線連續繪制的技術難題，而且還利用計算機一次性完成分析、計算和繪制。文中所述方法，可以簡單、容易的繪出多管相貫時的連續相貫線。因此設計人員不必再為避開多桿相貫而加大節點設計截面，從而節省了材料，具有較高的經濟效益和市場前景。
　　利用文中所述流程編制的計算、分析軟件，經過工程實踐的檢驗，施工效果顯著，切割出的相貫口滿足桿件強度、焊接和安裝精度的要求。
　　參考文獻
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