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来源 左权胜 发布于 2020/12/23 16:04:02 评论(0) 有537人阅读
在“漫谈空间网架结构”的两篇文章中,我们称平板网架为“网架”结构,而称曲面的为“网壳”结构,所以在讲述涉及到此二者的内容,常常会放在一起说“空间网架网壳”结构,早期的设计规范,对应于二者是两个独立的单行本,一本网架结构设计与施规程》JGJ7-91 ,另一本叫网壳结构技术规程》JGJ61-2003,也许是因为这样的称呼很拗口,或者说大师们觉得应该用一种统一的称谓比较合适,于是用“网格结构”包含了二者,而且连设计规范也合并在一起了,叫《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010。所以我们的标题也采用空间网格结构的叫法,但是有些时候,用网格结构的叫法反而不习惯,比如螺栓球节点网架,这里的网架是包含了网壳的,但是你不会去说螺栓球节点网格结构。所以在后面的叙述中,如果有这种情况,请各位理解。
下面几张图片是我们在Revit环境下创建的BIM模型,经过系列文章学习后,可以轻松实现。
第一张是一个平板网架的BIM模型:

下面是局部放大的效果:

下面是一个自由曲面的网壳结构的BIM模型:

这是局部放大的效果:

本系列文章我将一步步地讲解如何在Revit环境下创建类似上述这样的空间网格结构的BIM模型。

在进入主题之前,我们先说说BIM建模。

BIM建模

千万不要以为模型只是为了有更直观的显示,如果没有模型,所有的BIM应用都无法实现,数据信息也失去了载体,所以BIM工作中最重要的也是最基本的工作是建模。而且就像早期设计行业的描图员一样,BIM工作中甚至出现了专门的建模师。
由于高校中还没有BIM这个专业,所以BIM建模师可能来自建筑、装饰幕墙、结构、给排水、管道、建筑电气、建筑智能等与建筑相关的这些专业中的某一个,甚至也有可能来自计算机等其它行业。
因为BIM工作是要求所有专业模型是整合在一起的,早期的建筑设计的图纸会审中的有些工作,在BIM时代是通过合模的碰撞检查来实现的。很多建模师会包揽各专业的建模工作,所以随着建模工作的开展,他们往往对这些专业都有些了解,但自然也不会太深入。如果能够细致地做人力资源配置,我想涉及上述这些专业BIM建模的最佳人选应该由该专业科班出身的人来担当。但实际的工作中,当BIM自身形成一个专业时,其它这些专业却自然而然慢慢地淡化了。
再说一下需要创建的BIM模型,BIM模型与三维实体模型还是有不一样的地方,但是一定有交集 ,而且最主要的部分都是几何信息,关于三维实体建模以及各类不同研究方向的软件我将在另一篇文章中叙述。
另外像Bentley及Dassault等其它BIM建模软件也不在本系列文章要交代的范围,我主要讲Revit这个BIM核心建模软件中的网格结构建模,其中还会有Revit软件的某些基本功能的介绍也值得你仔细阅读。
你也许知道,空间网格结构其实是一种钢结构体系,所以当第一次遭遇网格结构BIM建模时,你自然会按钢结构BIM建模的套路寻找解决方案。

钢结构BIM建模

关于Revit环境下创建原生的钢结构BIM模型,包括Autodesk的钢结构BIM的理想方案,我将在另一篇文章中叙述。
我说的原生模型,就是构件节点不是通过IFC文件导入到Revit的,模型在Revit环境下可以通过参变量修改。
当前钢结构的BIM模型很大部分是用Trimble公司的Tekla软件来创建的,Tekla是国内用的较广的钢结构详图软件,所谓详图是用来绘制钢构件加工图纸的,一般是钢结构公司在使用,从模型精细度来说,应该是很高的等级。但由于软件毕竟开始的定位是详图,尽管他们也极力的将自己包装成BIM建模软件,实际上是很难担当BIM核心建模软件的角色,我不太看好。
由于Autodesk公司没能让Revit直接提供钢结构高精细度等级的建模方案,而是绕道把钢结构任务交给其收购的另一软件Advanced Steel来解决,而且不惜让作为基础核心建模软件定位的Revit,来迎合Advanced Steel做一些调整,实在是让人想不明白,让Advanced Steel与深耕中国市场那么久的Tekla来PK,是有很大难度的。即便是BIM建模工程师为了钢结构建模专门再去学Tekla软件(当然也不愿意去学Advanced Steel),但市场中有很多钢结构详图工程师熟悉Tekla,故而目前BIM应用中的钢结构模型大部分是利用Tekla建模,转成IFC格式文件导出,再导入到Revit或者Navisworks中,尽管使用不甚便利,但已然形成了这样的模式,有总比没有强。
顺便说一句,如果撇开Advanced Steel,利用Revit的族以及开放性特点,直接在Revit环境下实现高精细度建模等级的钢结构BIM原生模型,而且这样的模型还可以直接转成Tekla来完成详图任务(当然也可以转给Advanced Steel)。将详图与BIM建模切割开,你以为如何?这是SSBIM正在做的事。
现在再回到网格结构BIM建模的话题,由于网格结构有其特殊性,一般网格的详图也是与专门的设计软件在一起完成的,详图软件Tekla不能完成网格结构的详图任务,当然也 不能提供网格结构的建模方案,尤其对于精细的螺栓球节点网架。
那么没有了其它的出路,只能回归Revit,重新寻找Revit环境下网格结构BIM建模的解决方案。
如果你对网格结构不了解,那么最好先看看我的这两篇文章:“漫谈空间网架结构(上)”和“漫谈空间网架结构(下)”

在寻找解决方案之前,我们不妨先看看网格结构BIM建模有哪些难点。

网格结构BIM建模难点

1、构件图元数量多
一个一般规模的空间网格结构,它的杆件就能达到两万根,当然,如果建模的细度要求达到零件部件级别,那图元的数量将几倍的增加。这样的图元数量级别,一方面带来模型文件的体积超大,上述的普通网架结构的Revit模型文件体积在200Mb以上。对这样体积文件的操作,界面卡顿你应该能够理解。另一方面 这么多的构件也让手动建模者望而生畏,而且 手工一个个创建也不现实。所以,我们在实际工作中,空间网格结构一定是让程序自动创建BIM模型的,如何的自动?是根据一定的规律来创建,或者是直接读取一个数据文件,
后续的文章将会详细介绍这方面的内容。

2、满足丰富的建筑造型
这个难点早已体现在建筑结构设计过程中,而不仅仅指BIM建模。在实际工程的设计过程中,建筑师开始给出的是一个抽象的建筑效果,尤其通过建筑表面来反映所需要的造型,而网格结构的作用,就是用节点和杆件组成的网格来构成这样建筑表面的支架结构。在“漫谈空间网架结构”这篇文章中,我将之归为几何结构形态与拓扑结构形态。
如何满足建筑师所构建的建筑造型,是建模的重点也是难点,结构工程师所要做的工作有两部分内容,一个是单元网格的构成,比如我们在对网架结构进行分类时提到的“正放四角锥”,就是典型的单元网格的构成方式,另一个重要内容是单元网格以什么原则在造型曲面上排列形成结构,也就是说这个结构的某些点构成造型需要的曲面,而且网格的密度与曲面的近似度相关,网格越密越趋近曲面形状。
这里所说的单元网格所组成的原则,如果能有数学理论支撑,而且能够用代码自动形成,那么上面所说的BIM建模的第一个难点也就迎刃而解了。因此,单元网格在造型曲面上的排列规律成了网格结构BIM建模的关键。与其相比,早期空间结构研究中的单元网格构成方式倒越来越不受重视了,因为四角锥单元占据了绝对的主流。

网格结构BIM建模关键

在早期,我们对网格结构的研究对象常常是矩形平板网架,当时创建计算模型,只要给出两个方向的网格数,以及每个网格的尺寸,很方便地创建计算模型,如下图所示:
。。。。。。



说点什么







最新评论
第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
1983年,乔布斯对百事可乐的 CEO John Sculley 说:“Do you want to sell sugar water for the rest of your life, or do you want to change the world?”(你想卖一辈子糖水,还是改变世界?)就这样,一段传奇的合作开始了。

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