echart中拆线点的偏移_Real BIM | Rhino+Grasshopper在双曲异形玻璃幕墙中的应用
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你好,我以自己所做的項目為例,介紹一下我的認知里,BIM技術對于真實項目的作用。
案例是一個異形、雙曲面的玻璃屋蓋幕墻系統(tǒng)。
如效果圖所示,玻璃屋蓋呈波浪狀,塔樓裝飾條與屋蓋裝飾條需要無縫連接。
看似隨意任性的造型,產生了一系列難題:
難點1,由于分格玻璃板塊尺寸全都不同,放置方向各異,對準確的建模帶來了很大的難度,尤其是在還未考慮周全的節(jié)點系統(tǒng)條件下,完成各種鋁材,鋼材的的建模。
難點2,裝飾條從塔樓西立面扭轉過渡到南立面,如何能同時保證拼接效果與施工可行性。
難點3,鋼結構梁寬度僅為150mm,且法向任意,鋼結構的水平施工誤差對于面板支撐鋼件的生根定位支持很差。
以下為實際解決問題的過程
1 設計階段1.1曲面幕墻的平板化
以50的階差為界限,預覽造型扭曲的分布。
采用提取3點所在平面。第四點投影至該平面的方式,把曲面分格用平板玻璃替換
由于曲度走向的漸變,會出現(xiàn)直板的第四點有時是凹陷點(低于原曲面)的情況,這時要進行篩選,并更換東北點為西北點來作第四點,以保證第四點都為翹起點而非凹陷點。1.2小樣板設計
小樣板用4塊玻璃做冷彎曲板,4塊做翹邊直板。來實現(xiàn)對比——
翹邊做法的效果沒有橫向壓板的存在,獲得了設計的認可。
BIM模型效果實際現(xiàn)場效果
最終確認屋蓋全部采用翹邊平板的做法。1.3 視覺樣板設計
視覺樣板做了30片玻璃,發(fā)現(xiàn)了問題——
相鄰玻璃板塊公用型材,所以玻璃和型材之間必然存在非90度的特殊夾角。
為使玻璃安裝至正確位置,鋁折板副框需呈無規(guī)則梯形定制。
這給設計和工廠都出了難題,我使用grasshopper批量完成了梯形折板的出圖,但對于加工廠那邊仍然十分困難了。
經(jīng)過視覺樣板的測試后,最終將系統(tǒng)優(yōu)化為半單元式,取消了公用型材,改為相鄰玻璃各自使用自己的型材。1.4 裝飾條方案設計
裝飾條的造型效果一直是業(yè)主和設計關注的重點,裝飾條效果的實現(xiàn)有如下2個難題:
(1)剪刀誤差
當流線為空間曲線,兩個相鄰長直物體,放置方向角成一定角度,并用公共平面斜切密拼的情況下,交界處會像打開的剪刀一樣錯位。剪刀的交叉點為長直物體的定位基點。想了解更多關于剪刀現(xiàn)象,請參考這里-->小知識| 異形線材建模中的剪刀現(xiàn)象
剪刀現(xiàn)象帶來的錯位效果是不可避免的,并且會讓流線性效果大打折扣。通過BIM建模的過程中對這一問題的探究,找到了這樣的優(yōu)化方法:
最終系統(tǒng)的設計因此建議得以改進,裝飾條的做法從270mm高改為150mm高,從玻璃分格縫定位優(yōu)化為在裝飾條頂部向下75mm處設中軸定位。拼接效果的到了明顯改善。
原裝飾條定位基點在型材支點處新基點在裝飾條頂下75mm的軸處
裝飾條基線重定位
最終的剪刀偏差變得很小
(2)錯臺偏差
裝飾條的設計中還存在著一個錯臺偏差的問題。
因為玻璃面板呈翹邊狀,裝飾條與玻璃間隙存在著不均等錯臺。為使錯臺間隙趨于一致,設計方提出以翹曲點向上偏移一定距離,作為裝飾條下口定位基線。而裝飾條的效果存在著銜接漸變,所以偏移值在與塔樓銜接段和收尾段有所差異。
rhino進行方案的推演過程
1.連接翹曲玻璃最高點多段線a
2.將原始曲面玻璃對應點位向玻璃法線方向向下偏移一定距離,連接成多段線b
3.將a的每一個端點沿b的每個對應端點與之連線的方向根據(jù)漸變情況做不同的偏移距離,并連接成多段線c
4.前7個點依次偏移225mm,225mm,225mm,225mm,185mm,145mm,105mm
5.中間的所有點——105mm,后四個點依次偏移105、85、65、45mm
6.根據(jù)c和b的每個線段所成平面放置裝飾條,前六段采用270mm高度截面,剩余的采用150mm高度截面
7.根據(jù)玻璃原始完成面向上偏移30mm為切面切除各過渡段裝飾條下口,完成最終模型。
?2 材料下單2.1 面材下單的運用
2.1.1彩釉玻璃
彩釉點數(shù)量大,對于深化設計師CAD制圖而言,完成1700塊玻璃上彩釉點的出圖要耗時兩個月之久。
通過參數(shù)化程序排布玻璃彩釉點,連同每塊玻璃的加工尺寸一起表達為預加工圖。則大大減少了工作時間。
2.1.2鋁板
對于四邊形鋁板,對接的鋁板加工廠可以根據(jù)數(shù)據(jù)表格來加工,通過grasshopper將Rhino模型的板塊數(shù)據(jù)提取處理。數(shù)據(jù)輸出表格的技巧參考這里-->小技巧|grasshopper與Exel/wps的復制粘貼交互2.2 線材下單的運用
2.2.1裝飾條
裝飾條加工圖的難點在于三維切角的表達,在屋蓋首尾區(qū)域共9排的漸變區(qū)裝飾條,還存在著側面和底面各切一刀空間斜角的情況。
與塔樓銜接處6段漸變
尾部3段漸變
批量輸出的預加工圖對于有切角的型材批量建模與出圖,實現(xiàn)更加麻煩,需要一定的技巧,暫不贅述。
2.2.2玻璃護邊
批量輸出預加工圖
玻璃互邊與玻璃面板存在平面上的推導關系,但由于玻璃敲邊階差的存在,在護邊的高度上有所差異,因此在grasshopper程序中要將翹值參數(shù)結構化的傳遞過來。
2.2.3月牙鋁包邊板
包邊鋁板與裝飾條相似,都存在剪刀誤差,也存在三維拼切角,因此加工圖的表達上需要有切割數(shù)據(jù)。2.3 鋼件下單的運用
根據(jù)適用分類條件,進行篩選得以統(tǒng)一下單的鋼件數(shù)量
主鋼件優(yōu)化為8種
次鋼件優(yōu)化為3種
同樣由于玻璃翹邊的存在,鋼件的長度也不盡相同,全部統(tǒng)一做的最長又容易浪費材料,所以根據(jù)20mm的閾值,進行了鋼件種類優(yōu)化。
3 指導施工3.1 三維掃描結果的檢查
掃描現(xiàn)場和理論模型進行對比
鋼梁誤差位置分布,紅色區(qū)為不滿足安裝空間位置。
垂直誤差數(shù)據(jù)列表,負值表示不滿足150mm安裝空間的距離。
最大誤差86mm,說明鋼梁在此處實際高于理論值86mm,按理論表皮下單則我們的幕墻無法按理論位置安裝
水平方向誤差圖示
水平誤差的存在,會使幕墻型材的支撐鋼件落于鋼梁邊緣甚至鋼梁之外。給定位和安裝帶來巨大不便的同時,還會人在屋架之下影響仰視的效果。3.2 鋼結構梁施工誤差的解決
BIM設計師提供兩種方案供業(yè)主選擇——
方案一整體抬高方案二調整所有表皮偏差的點位
方案一調整后的表皮模型方案二調整后的表皮模型
表皮調整方案一:理論模型整體向外偏移抬高,偏移值以滿足最小安裝間距86mm為準。
表皮調整方案二:根據(jù)結構調整表皮,根據(jù)三維掃描點數(shù)據(jù),提取鋼梁中的位置向法線之上推出表皮。
最終,重構表皮的方案二,贏得了項目部、業(yè)主和設計的一致認可。
這也是最能體現(xiàn)BIM價值的一環(huán),將三維激光掃描現(xiàn)場與參數(shù)化設計技術結合,以“因地制宜”的方式,定制了最終的幕墻產品形態(tài)。
根據(jù)新確認的表皮,利用先前寫好的grasshopper程序更新了所有材料模型,用于后續(xù)大規(guī)模下料。3.3 測量放線數(shù)據(jù)的輸出
屋蓋的所有面材和線材都是定制化的加工,所以,幕墻安裝的定位點也必須精準。為了保證安裝的精確,BIM設計師提供的點位必須準確。
提供空間定位編號模型,供放線員理解。每個鋼件放線三個點,a和b為外側面上口端點,c為外側面中心點
提供CSV數(shù)據(jù)表,三維坐標與編號對照。3.4 全站儀放線路徑的對接與按需定制
由于測量員的放線需求是延次梁一排排的順序過去,需要同一梁上兩個鋼件測量點緊挨著排序,再到同一列的下根鋼梁,這列鋼梁結束,再到第二列鋼梁按同樣的順序排布。
通過grasshopper程序的數(shù)據(jù)篩選處理能力,協(xié)助放線員減輕了表格處理的工作,生成符合放線路徑的坐標表3.5 實際施工
先放線并在現(xiàn)場定出鋼件上端控制線
再根據(jù)控制線輔助下裝好鋼件位置
再裝工廠加工好的玻璃單元
4經(jīng)驗總結
雙曲波浪造型的玻璃屋面,具有很大的工程難度。本項目借助參數(shù)化設計技術解決了諸多前所未有的問題。尤其是在幕墻系統(tǒng)的三次改進、返尺重建表皮、裝飾條的建模與加工、放線的指導等階段上,發(fā)揮了巨大的作用。有別于很多常規(guī)幕墻項目上的BIM應用,讓設計從理論上可實現(xiàn)、讓施工在實踐中可落地,是本項目BIM工作的最大亮點。
我也希望BIM技術能在未來更加朝向物盡其用、指導施工的方向發(fā)展。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的echart中拆线点的偏移_Real BIM | Rhino+Grasshopper在双曲异形玻璃幕墙中的应用的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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