一、制作內(nèi)骨架
1、根據(jù)所需高度按比例計(jì)算,雕塑內(nèi)部的骨架采用12#、10#、6.3#槽鋼和76㎜*3㎜、50㎜*3㎜、32㎜*2.75㎜的管材、5*5角鋼,從底部向上逐漸變細(xì)、焊接成方形的籠子。
2、在進(jìn)行焊接之前,需要檢查接口的平整度,并且對壁厚大于或等于4mm的管道,需要進(jìn)行V型坡口的加工。坡口應(yīng)該按照規(guī)定留有一定的間隙。承重骨架的焊接采用雙面滿焊的方法,并且在整個(gè)骨架完成后,需要使用防銹漆進(jìn)行三遍的涂抹。
主支架設(shè)計(jì)
(1)主支架所承擔(dān)的主要負(fù)載。
1)主支架、副支架、銅像壁板以及其他附件的質(zhì)量。
2)穩(wěn)態(tài)的風(fēng)載荷。在確定了風(fēng)速后,通常會(huì)考慮正面、側(cè)面、背面等四個(gè)方向?qū)Φ裣竦娘L(fēng)力作用。為了增加結(jié)構(gòu)的安全性,需要對統(tǒng)計(jì)得出的實(shí)際重量和風(fēng)速進(jìn)行一個(gè)放大處理,然后再用于主支架和副支架的設(shè)計(jì)。
每座雕塑的放大系數(shù)大小各不相同。這是因?yàn)椴煌貐^(qū)的風(fēng)速、溫差以及雕塑本身的結(jié)構(gòu)等因素都會(huì)有所不同。確定前兩者的數(shù)值需要參考當(dāng)?shù)囟嗄陙淼慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。而確定雕像的放大系數(shù)還需要考慮雕像的身高和底面直徑的比值。風(fēng)載大小可以根據(jù)選定的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算,然后再通過模型風(fēng)洞試驗(yàn)來驗(yàn)證數(shù)據(jù),.終確定。
(2)主支架的形狀和尺寸
為了設(shè)計(jì)主支架的外形和尺寸,我們可以使用1:5縮小比例的模型來進(jìn)行測量。從底部平面開始,我們可以取垂直于Z軸的橫截面與雕塑外形的交點(diǎn),然后測量該點(diǎn)的平面坐標(biāo)值。為了準(zhǔn)確繪制出整個(gè)橫截面的外形曲線,我們應(yīng)該取足夠多的點(diǎn)。
測得各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值后,將其乘以5,就可以得到1:1比例的平面坐標(biāo)值。各個(gè)橫截面之間在Z軸上的間距為0.5(按照1:1的比例)。我們可以逐層向上測量,這樣就可以得到整個(gè)雕塑的空間坐標(biāo)。然后,我們使主支架的外形與雕塑的外形相似,并在兩者之間留出0.5~1.0米的間隙。通過這樣的方法,我們就可以確定主支架的外形和尺寸。
(3)支架的類型
主要架構(gòu):使用槽鋼、角鋼等型材進(jìn)行焊接,形成主要支撐結(jié)構(gòu)。它具有良好的剛度和強(qiáng)度,制作和安裝相對方便。對于大多數(shù)情況而言,準(zhǔn)確測量幾何形狀的困難度較大,在安裝過程中往往會(huì)導(dǎo)致主要支撐結(jié)構(gòu)與銅壁板發(fā)生碰撞。然而,雕塑的銅壁板的外形不能改變,只能修改主要支撐結(jié)構(gòu)。
(4)副支架的高度測量
雕塑的形狀通常是不規(guī)則的,主支架的外部形狀不可以與雕像內(nèi)部形狀完全相同,銅壁板不能直接懸掛在主支架上。載荷必須從銅壁板傳遞到主支架,并由其承受。鋼和銅合金的膨脹系數(shù)不同,當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),它們的膨脹率也會(huì)不同。如果采用剛性連接,會(huì)產(chǎn)生巨大的拉伸和壓縮應(yīng)力,可能會(huì)損壞銅壁板。
在同一時(shí)間內(nèi),高大的露天鑄銅雕塑受到陽光的直射,導(dǎo)致其表面分別出現(xiàn)了陽光直射部分和背部的溫差,溫差可達(dá)10攝氏度以上。這樣的溫差給銅壁板帶來了很大的溫差應(yīng)力,尤其是焊縫區(qū)更加敏感。因此,除了溫差應(yīng)力外,實(shí)際安裝中也存在著應(yīng)力,需要在兩者之間有一些自由補(bǔ)償余量,以消除或減小這些應(yīng)力,確保結(jié)構(gòu)安全并能正常使用。
要解決這些要求,需要通過合理設(shè)計(jì)副支架來實(shí)現(xiàn)。
在設(shè)計(jì)副支架結(jié)構(gòu)時(shí),通常會(huì)選用一塊銅壁板作為分離體,壁板上有支耳,與副支架的一端連接,桿的另一端連接到主支架。
為了確保副支架能將銅壁板上的負(fù)荷有效傳遞給主支架,需要考慮銅壁板上支耳的數(shù)量、位置、以及副支架與主支架連接的空間夾角等因素。這些要素的設(shè)定應(yīng)滿足靜定結(jié)構(gòu)的要求。
該結(jié)構(gòu)的靜定程度越高,就能更好地將銅壁板上的載荷傳遞到主支架上,而不會(huì)傳遞到下一層銅壁板。如果靜定程度不高,雕塑下部幾層銅壁板會(huì)因?yàn)槌惺苌蠈鱼~壁板的載荷疊加而產(chǎn)生應(yīng)力超過允許范圍,從而導(dǎo)致壁板塑性變形或損壞。此外,副支架結(jié)構(gòu)本身還需要具備一定的韌性,以便具備適當(dāng)?shù)淖杂缮炜s余量,并確保銅壁板的安全運(yùn)行。