莫比乌斯环面上的建筑结构数字建模

莫比乌斯环面是一种单侧、不可定向的曲面,是曲面拓扑学中重要的研究对象.建筑几何造型就是要确定建筑物表面的基本曲面及曲面上的基本网格剖分.采用刚体运动学对该建筑造型进行几何分析,利用两个独立的旋转角作为群参数,通过运动群的矩阵表达,得到莫比乌斯环面的参数方程,并计算出莫比乌斯环面上离散插值点集合.利用犀牛软件的曲面分析功能,对莫比乌斯环面几何造型进行可视化演示.同时进行了曲面的网格剖分,给出结构整体布置的拓扑网络.     

参数化建筑建模实例研究

计算机辅助设计是从手工绘图渐进变革而来,其本质是一种方法替代另一种方法。当前,更重要的变革正在发生,那就是电子绘图到建筑信息模型(BIM)的发展。BIM的基础是参数化建筑建模,使用参数以确定一个图形实体的行为,并定义模型组件之间的关系。文章首先探讨参数化建筑建模,并通过案例研究,讨论如何实现参数化建筑建模。     

基于面向对象数据库的参数化建筑建模

文章在介绍面向对象数据库技术的基础上,讨论了其在建筑参数化建模中的应用,并分析了基于面向对象数据库技术的参数化建模的优势,指出以面向对象数据库技术为核心是计算机辅助建筑设计发展的方向.     

数字建筑参数化设计中的几何学理论与方法

数字建筑一般指采用数字信息技术进行设计、建造及运维的建筑。复杂形体建筑参数化设计须建立完备的几何控制系统。几何学是参数化设计中重要的基础理论,采用流形几何语言和方法可以便捷地表达与分析弯曲的三维几何形体。曲面上曲线的“平行”、“等距”概念为我们对几何形体进行参数化设计提供了几何直观与逻辑基础。重点介绍曲面间外在等距概念和曲面上曲线间的测地等距、Levi-Civita平行等内蕴几何概念,阐述了参数化设计中的几何理论和方法。对2022年杭州亚运会乒乓球比赛场馆及场馆非线性外围护系统、屋盖系统在参数化设计中采用的几何方法进行了介绍。     

某展示中心屋盖钢结构参数化建模分析

某网络安全展示中心的屋盖钢结构采用单层自由曲面网格结构,该网壳结构每个位置的构件截面都是不同的,屋盖结构的这种特性为结构建模计算造成了较大的困难,如果采用箱型截面来模拟构件,将造成较大的模型误差,如果采用人工方式赋予杆件的平均截面属性,工作量较大,为了建立精准的计算模型对该网壳结构进行满足力学要求的设计验算,需采用数学方法编制计算程序来生成每一种不规则截面,共计2400多种截面。在精准计算模型的基础上对该结构进行了包括设计验算、稳定验算和节点有限元分析等一系列验算工作,取得了较好的效果。     

基于AutoCAD的空间复杂曲面结构参数化建模

空间复杂曲面结构在众多的大跨度公共建筑,如体育馆、火车站、飞机场等大跨度公共建筑中得到广泛的应用。然而这种结构形式的前处理建模相当繁琐,工作量极大,并且建筑外形不规则,对其准确建模难度大。目前的工程实践中凭设计师经验手动划分建模费时费力,通常容易出错,效率低下。基于AutoCAD2007开发平台,实现了通用钢结构设计软件USSCAD中空间复杂曲面结构的参数化建模,大大方便了结构设计人员,提高了此类结构设计的效率。     

基于Rhino+Grasshopper的异形曲面结构参数化建模研究

针对异形曲面结构建模的复杂性,采用参数化建模技术,以Rhino+Grasshopper为平台,对异形曲面结构参数化建模作相应研究,提出了一种可实现异形曲面结构参数化建模的方法。详细介绍了该参数化建模方法和具体步骤,结合三个实例对该建模方法的可行性进行了验证。     

波浪形自由曲面网壳参数化建模及稳定性分析

以波浪形自由曲面网壳为研究对象,介绍了其几何特征,归纳了相应的几何特征参数.利用Grasshopper平台实现了波浪形自由曲面基于NURBS理论的参数化构形和基于等参线分割的参数化网格生成.该方法可对波浪形自由曲面壳方便地实现凯威特型、肋环形、肋环斜杆型、斜放四边形网格等网格形式的参数化建模和网格尺寸调整.在此基础上,进行了球面网壳和不同程度波浪特征的波浪形自由曲面网壳的稳定性对比分析.结果表明,在球壳基础上引入波浪特征会改变结构刚度的分布,且随着波浪特征值的加大,结构极限承载力和整体刚度呈现先减小后增大的趋势.     

建筑防雷参数建模

接地装置包括各种多功能的设备,并且需要满足防止浪涌和电磁兼容性接地的所有安全和操作的要求。为了达到这个标准,电气接地设备（输入电阻、工作时长及触摸和跨步电压等）的操作特性必须同时符合交流（频率为50Hz）和脉冲电流的要求。接地装备的波形参数具备实用和科学的研究价值,例如：波的传播常数和速度、     

基于Rhino的结构参数化建模

随着复杂钢结构建筑的兴起,以平面坐标为基础的传统建模方法步骤繁琐、修改复杂,无法准确表达构件之间的三维关系,不符合建筑设计参数化数字化的发展趋势。介绍Rhino软件、基于Rhino的Grasshopper、Paneling Tool等插件及其在结构参数化建模中的应用,并以一个双向正弦曲面空间桁架为例,详细介绍了参数化建模方法在结构建模中的应用。     

英国建筑信息模型(BIM)战略及其在风景园林行业落实情况的分析

英国内阁办公室于2011年5月31日发布了《政府建造战略》(Government Construction Strategy),宣布要求所有英国公共部门建设项目使用BIM,并在2016初达到BIM等级2的硬性要求。为此英国政府制定了一个四年计划以实现建造行业的现代化。风景园林作为建造行业中不可缺少的一环,需要执行战略的主体和更加详细的实施计划。通过对英国《政府建造战略》的介绍,简要分析英国风景园林行业的实施情况和遇到的困难,旨在借鉴英国风景园林BIM的开拓与时间经验,探讨中国风景园林BIM的发展道路。除了技术和执行层面,还就英国政府实施BIM战略的商业目的进行探讨。通过分析制定BIM标准对占据未来话语权的重要性,提出中国风景园林工作者唯有抓住机遇,尽快制定中国自己的BIM发展战略和标准,方能为中国BIM在世界的崛起抢占先机。     

数字化时代的建筑设计——建筑信息模型

在建筑领域,数字化设计的第一个实例发生在电子绘图(CAD)到来之际——这固然比手工绘图前进了一大步,但就基本而言还只是用一种表现手法代替另外一种表现手法。更重大的变革现在正在进行,从电子绘图到“建筑信息模型”(BIM),建筑实际构件用数字化的方法来搭建,与此同时自动实时链接到数据库引擎。BIM实现了建筑师在三维模型上思考的愿望,但又不同于传统上直接制作实际模型,它延续并扩展了传统方法的优势,把建筑师带入了崭新的数字化建筑设计时代。     

影响结构耐久性的建筑构造探析

针对建筑构造作为满足建筑功能实现的一系列措施,确实对建筑结构所处的环境有很大影响的情况,通过对由于建筑构造原因造成结构耐久性不足的分析,揭示了影响结构耐久性的建筑构造,为进一步研究影响结构耐久性的措施提供了一定分析启示。     

极小曲面的Weierstrass表示与建筑造型

极小曲面广泛存在于自然界中,是平均曲率处处为0的一类重要曲面。其上含有多种相容的数学结构,可用不同的数学观点、方法来处理。局部上极小曲面定义为面积泛函的临界点,用变分方程或等价的欧拉—拉格朗日方程(二阶椭圆偏微分方程)表达。可用微分方程求其解析介或近似介,也可用变分方程求其近似介。极小映射是两个黎曼流形间的特殊映射,Weierstrass抛弃面积概念,从另外一个角度给出了极小曲面方程的通解。采用极小曲面Weierstrass表示,借助于计算机绘图技术可以获得各种精美的极小曲面图形。极小曲面在拓扑上可以有随心所欲的复杂,在几何上可以有令人难以琢磨的对称。这些图形在银屏上未显示前,大多无法事先想象出来。作为应用本文绘制了实射影平面在三维欧氏空间的最佳浸入Boy’s曲面的图形。还讨论了几种用极小曲面或调和曲面造型的建筑。     

一种基于BIM的建筑性能分析软件选用方法

建筑性能分析软件的种类很多,如何正确选择所需要的软件,成为现在研究的一个热点。总结现有的建筑性能分析软件,结合目前软件评价方法研究中常见的问题,运用层次分析法模型和模糊数学方法对软件选用的评价标准进行模糊化处理。通过建立基于软件评估体系ISO/IEC9126的建筑性能分析软件的评价体系,运用层次分析法(AHP)确定各指标权重,采用模糊综合分析法实现建筑性能分析软件的选用,为设计者在设计初阶段选择何种建筑性能分析软件提供参考依据。     

建筑全过程数字化智慧建造体系研究与实践

在数字化设计建造技术发展过程中,由于信息架构、管理层级、工作模式的差异,在二三维设计成果的施工阶段承接、安装信息在运维阶段的承接等方面较难在参建方间形成良性闭环。本文提出建立以建筑数字化设计+智慧建造的集成应用体系,以实现生产端至应用端的全产业链集成。在设计环节通过建立现代产业化建筑设计标准、构件库及配套工具,实现数字化标准设计。在生产体环节通过研发与数字化设计成果相配套的工法设备实现数字化成果的直接转化。采用基于离散化的数据管理模式,在标准数据共享下采用各阶段分层独立管理、层间编码互通的方式,兼顾多平台间的独立性与互通性,实现数字化设计成果的全过程无缝承接与产业链数字化集成。     

基于Revit的减震、隔震结构耗能装置族构建

减隔震结构不同于传统抗震结构,当前结构专业搭建BIM模型痛点主要在于减隔震耗能装置。本文运用BIM技术,采用Revit软件构建减隔震耗能装置族,解决了Revit系统族库及第三方族库没有减隔震耗能装置族构件的问题。通过参数化减隔震耗能装置的族构件实现了多类型族构件的创建,并通过明细表统计创建了减隔震耗能装置的产品参数。最后将构建好的族载入到结构模型里,探索BIM技术在减震、隔震结构中的应用。     

高层建筑结构分析可视化前处理软件SAGS研制

高层建筑结构体形的日趋复杂化，对结构分析可视化软件提出更高的要求，一方面要功能强大，可以适应各种计算假定、计算单元和计算模型，另一方面要输入方便简单。作者采用面向对象的程序设计语言Delphi，研制了高层建筑结构分析可视化前处理软件SAGA，该软件是一个多功能、多接口的前处理软件，既克服了国内同类软件功能单一的弱点，又避免了国外软件输入繁琐的缺点。本文具体介绍了该软件的设计思路，阐述了软件图形用户界面、图形显示模块、数据管理模块设计的主要原理以及保证软件稳定性和可靠性的措施，对结构分析前处理软件的开发有较好的借鉴作用。     

建筑信息模型(BIM)在海洋工程结构设计中的应用研究

根据目前我国海洋工程领域的信息化现状,提出在设计、施工、运营维护阶段应用BIM技术(建筑信息模型)实施BLM系统(建筑工程生命周期管理)的构想,从而更快地提高企业核心竞争力。并针对海洋油气开发的特点和结构设计阶段的问题,提出了由Revit(前处理)到SACS(结构设计计算),再到Revit(后处理)的BIM技术具体实施方法,采用该方法可为企业带来巨大的经济效益,并为后期的施工、运营维护阶段应用BIM技术定下了基调。     

基于Revit的装配式建筑构件参数化钢筋建模方法研究与应用

Revit环境下三维钢筋建模是困扰设计师进行装配式建筑构件深化设计的一大难点。本文分析了装配式建筑构件的钢筋排布规律, 研究装配式建筑构件参数化钢筋建模方法, 并基于该方法及Revit二次开发技术, 开发出一套辅助设计软件。通过工程应用验证了该方法能够有效减少手动绘制三维钢筋建模的工作量, 从而节省了时间和成本。本文方法可作为装配式建筑设计中三维钢筋快速建模参考。