基于软件Rhino的异型建筑几何造型方法

Rhino软件被广泛应用于三维动画制作、造型设计、工业制造、机械设计以及建筑设计等领域.Rhino软件可以创建、编辑、分析和转换NURBS曲线及曲面和实体,并且在复杂度、角度和尺寸方面没有任何限制.今以上海中心大厦、伦敦再保险大厦和莫斯科水晶岛三个建筑方案为例,采用Rhino软件进行异形建筑的几何造型,得到三个建筑物定向斜网格和变向斜网格对应的两种不同自由曲面.     

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.     

自由形态B样条曲面网格生成的参数化方法研究(英文)

研究了自由曲面上网格的参数化生成方法.该方法利用了张量积曲面的特性,通过在曲面上提取等参线并等分等参线来生成网格.阐述了在B样条曲面上提取等参线(实质是B样条曲线)的原理,并给出了等参线等分以及由等参数生成网格的算法步骤.列举三个不同类型曲面上网格生成的例子,通过这些算例进一步介绍该方法的使用范围和使用策略.最后通过在实际工程中的应用案例表明该法的实用性及有效性.这一新网格生成技术能够划分出既均匀又美观的网格,可以广泛应用于自由曲面空间网格结构.     

双壳曲面空间网格结构施工监理控制要点

双壳曲面空间网格结构简单灵活地实现了大跨度和复杂的几何结构造型,且施工速度快,不受季节影响。适用于各种大型体育场馆、会议场所、博物馆等大跨度、多曲面和复杂几何造型要求的应用。结合工程实际阐述了该结构施工过程的监理控制要点。     

某工程莫比乌斯环状幕墙脚手架搭设技术

某工程采用莫比乌斯环造型设计,建筑外壳由多块不同尺寸的单元式幕墙组成,为一个自由连续的曲面,为解决各区幕墙脚手架分区搭设高度、细部参数设置、节点处理等技术难题。针对工程难点,设计了脚手架参数,经实践应用,该方法可提高幕墙安装的精度,缩短工期,增加经济效益。     

自由曲面单层网格的智能布局设计研究

单层网格结构的网格划分标准不同于有限元网格的划分,它更侧重于以定性要求为标准的网格质量评价。为满足自由曲面单层网格杆件长度尽量一致、分布尽量均匀、过渡尽量流畅的要求,以自由曲面优化找形为前提,基于网格形状和单元长度的网格质量衡量标准,编制智能化网格设计程序。在整个布局设计过程中,首先通过拓扑不变的原则将空间问题转化为平面问题。其次,利用空间映射原理将在平面参考域上布置好的网格映射回三维空间曲面。最后,通过对初始拓扑网格进行智能化的修正和优化,保证所有杆件长度一致、网格布置美观的效果。通过在上海世博轴阳光谷工程中的实际应用证明,该方法操作简单,效果理想。且若采用不同拓扑关系布置的网格可以生成同样要求的最终杆件布置效果,供建筑师设计选用。     

椭球面上的等角剖分、共形映射与建筑造型

随着数字技术在建筑设计中的深入运用,国内外出现了许多用经典曲面和自由曲面[1]造型的建筑。椭球面是一种重要的经典曲面,可用于建筑造型的场合比球面更为广泛。实际工程中却还是较多的选择球面进行几何造型。如何在椭球面上进行优美的网格剖分,国内相关文献与图形都难以见到。原因是椭球面上的几何量的计算、几何性质分析较为复杂。椭球面斜驶线微分方程求解较为困难。本文采用内蕴几何的观点和方法建立三种不同情况椭球面的斜驶线微分方程。并进行了求解,分别获得解析解、级数解及数值解。讨论了椭球面与平面的共形对应,椭球面的等距面方程。通过具体的算例,在犀牛平台采用NURBS技术进行了三维演示。     

自由曲面网格结构的力学性能研究

首先介绍了自由曲面网格结构网格划分方法的研究现状。其次,基于浙江大学空间结构研究中心自主研发的自由曲面网格划分专用软件ZD-Mesher,选取曲面展开和引导线法结合的网格划分方法,对同一曲面划分不同走向的网格。最后,根据自由曲面的网格,建立有限元分析模型,分析并比较同一曲面不同走向网格的力学性能。结果表明,由此得到的自由曲面网格,基本实现了美学与力学的兼顾统一。     

温室穹顶结构大尺度网格优化研究

某温室花园穹顶屋面曲率变化大、网格尺度大,原建筑方案网格尺寸大小不一,网格均匀性连续性较差。在原网格的基础上进行曲面重建,分别采用曲面参数域细分法、气泡法以及曲面近似展开贴面法对大面温室网格进行划分,采用自适应三角形网格推进法对连桥网格进行划分。结果表明：曲面细分法网格流畅性好,网格均匀性较差;气泡法网格均匀性较好,网格流畅性差,网格存在局部奇异点;基于曲面近似展开的贴面法网格,大面网格均匀性及流畅性均有明显改善,网格无奇异点,对于曲率变化较大的大尺度屋盖,可采用该方法进行网格划分。     

复杂自由曲面的离散化网格划分方法

为了寻求复杂自由曲面网格划分的方法,在NURBS曲面表达式的参数域U、V方向上划分成n×m等分,对于存在裁剪、开洞等情形的曲面,将边界外的点舍弃,同时在参数域平面上形成三角形网格,并将该网格映射到空间曲面,即得到离散方法表示的曲面面片.为适应网格疏密程度、曲面曲率变化的要求,引入密度修正函数与曲率修正函数,使曲面布点按...