CN102945568B - 一种空间网壳结构的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空间网壳结构的数据处理方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、得到空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型图；步骤二、对空间网壳结构建筑的节点、节点牛腿进行编号；步骤三、形成空间网壳结构原始设计的立体模型图；步骤四、得到节点数据和杆件数据；步骤五、得到节点加工数据和杆件加工数据；步骤六、重构出空间网壳结构的立体模型图或者轴线模型图；步骤七，将重构的立体模型图或轴线模型图与原始设计的立体模型图或轴线模型图在同一坐标系下比较，完成加工数据的复核校验。本发明有效提高了网壳结构数据的处理速度和精度，有利于缩减工期；同时能提前完成网壳结构数据的校核，有效地降低工程成本。

Description

一种空间网壳结构的数据处理方法

技术领域

本发明涉及一种空间网壳结构的数据处理方法。

背景技术

随着个性化时代的到来，建筑平面、外形和形体都能给建筑设计师以充分的创作空间的空间网壳结构越来越受到全世界建筑设计师的青睐，世博会阳光谷，日本馆，阿联酋馆，沈阳星摩尔购物广场透光屋顶，正准备投入建设的广州宏城购物广场，上海迪斯尼的明日之城都采用了空间网壳结构。

空间网壳结构可视为空间网壳节点与杆件拼接而成，而造型的随意性造成了空间网壳节点形态的差异性，通常在一个网壳结构建筑中，很难见到相同的节点。比如在世博会阳光谷中，就没有任何两个节点是相同的。

实际工程中对于空间网壳结构数据的处理包括两部分，一部分体现在网壳结构节点和杆件的加工过程，需要得到节点杆件的加工数据，也就是将原始的网壳结构设计数据处理得到节点、杆件的加工数据，该过程如果采用人工方式进行数据处理，一是速度慢，影响工期，二是人工投入多，成本大，三是精度难保证。另一部分是网壳结构装配前期，为了保障工程的顺利开展，一般需要采用预拼装来验证节点、杆件的正确性和精度。但此时由于节点和杆件已经加工完毕，如果发现节点和杆件的加工数据有错就需要重新加工，这样做除了会造成材料浪费，还会造成工期紧张，降低成本。显然，对于空间网壳结构数据的批量化、自动化处理就显得非常重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种空间网壳结构的数据处理方法，既能实现网壳结构数据的批量化处理和实现加工数据的处理，又能验证加工数据的正确性，从而保证了数据处理的速度、精度，直接间接的保证工期，缩减成本。

本发明的目的是这样实现的：一种空间网壳结构的数据处理方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

  步骤一、将网壳节点的空间坐标以及节点间关系的原始设计数据转化为图形化形式，得到空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型图；

  步骤二、对空间网壳结构建筑的节点、节点牛腿进行编号；

  步骤三、对空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型进行参数赋值，形成空间网壳结构原始设计的立体模型图；

  步骤四、采集空间坐标系下每个节点包含的牛腿端面的空间坐标数据，将采集的数据集合形成该节点的节点数据，同时得到杆件数据；

  步骤五、将步骤四中采集到的节点数据通过坐标系转换得到节点加工数据，同理得到杆件加工数据；

步骤六、将节点和杆件的加工数据图形化处理，得到立体的节点和杆件，根据节点和杆件的关系重构出空间网壳结构的立体模型图，或者根据步骤三种相同的构造线模式以及节点、杆件的加工数据重构出空间网壳结构的轴线模型图；

步骤七，将重构的立体模型图或轴线模型图与原始设计的立体模型图或轴线模型图在同一坐标系下比较，完成加工数据的复核校验。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明用数字化方式代替人工方式完成网壳结构数据的批量化、自动化处理，有效提高了网壳结构数据的处理速度和精度，有利于缩减工期；用数字化方式校核代替人工校核，提前完成网壳结构数据的校核，有效地降低工程成本。

附图说明

图1为本发明提供的一种空间网壳结构原始设计的数据表列。

图2为本发明提供的一种空间网壳结构原始设计的轴线模型图。

图3为本发明提供的一种空间网壳结构原始设计的立体模型图。

图4为本发明提供的一种空间网壳结构的节点。

图5为本发明提供的一种空间网壳结构的节点加工数据表列。

其中：

节点1

轴线2

杆件3

节点牛腿4。

具体实施方式

本发明提供一种空间网壳结构的数据处理方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、导入内容为网壳结构的节点空间坐标以及节点间关系的原始设计的数据文件（如图1），将该数据文件图形化表达，得到空间网壳结构原始设计的轴线模型图（如图2），在该图上两个节点间的连接即为轴线。图2表示空间网壳结构的节点坐标及节点的连接关系。以第一行数据为例，73,74,75分别表示三个顺次相连接的轴线，也就是说74轴线跟73轴线、75轴线连接，连接点即为节点，后面的数字三个一组，共两组，表示为74轴线两端两个节点的坐标，有了节点的空间坐标，我们就可以通过任意一种三维软件在任意空间坐标系下表示这个节点，然后按照图2表列中的轴线连接关系将节点用线段连接，实现数据向图形的转化得到原始设计的轴线模型图。

步骤二、对空间网壳结构建筑的节点、节点牛腿进行编号，用于节点和节点牛腿的识别。比如将原始设计的轴线模型图按照从下到上的顺序进行编号，将一定尺度范围内的节点作为一层（比如以1000mm作为一个尺度），不同的层用ABCD等英文字母表示。同一层内，选择一个起始点对节点进行编号，用1、2、3、4等数字来表示，最终的节点编号为A1、A2、A3、A4等。然后对节点牛腿进行编号，选择一个节点牛腿为起始点，按照顺时针或者逆时针顺序进行编号，比如为N1、N2、N3、N4等。比如一个编号为A2N3的节点，可解释为第一层第二个节点的第三个牛腿。

步骤三、一般的建筑方案，都要经过结构合理性分析和优化，这种优化反映到结构件上就是结构件的材料类别，刚强度，耐压耐拉等特性，当然也包括尺度。所以，这里要根据建筑结构设计需求，选择节点牛腿的截面形态、尺度（通常包括牛腿的长度，牛腿板材的厚度），与截面形态对应的几何参数，以及构造线模式（轴线和截面形态的位置关系），比如我们假设图2中的牛腿截面形态为等腰三角形，进行赋值，其中节点牛腿的壁厚为1厘米，长度为40厘米，牛腿截面三角形的底边为30厘米，底边上的高为24厘米，然后指定以节点牛腿的中心线作为构造线对空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型进行参数赋值，形成空间网壳结构原始设计的立体模型图（如图3），该立体模型图包括了节点、杆件以及两者的连接关系，其中杆件为不同节点牛腿之间的连接件。

步骤四、采集空间坐标系下每个节点包含的牛腿端面的空间坐标数据，如图4所示的节点带有四个牛腿，将采集的数据集合形成该节点的节点数据，同时得到杆件数据，杆件数据为该杆件两端面的空间坐标数据，即为与该杆件相连的两个节点牛腿的端面空间坐标数据。节点、杆件的数据是立体模型的数字化表示，立体模型是节点杆件数据的图形化表达。

步骤五、将步骤四中采集到的节点数据通过坐标系转换得到节点加工数据，同理得到杆件加工数据。节点加工数据为节点各牛腿端面在节点实际坐标系下的坐标数据。图5中的第一列为节点编号，第二列为节点牛腿编号，后九列数字三个一组，作为节点牛腿端面三角形的三个角点在节点自身坐标系下的空间坐标表示。

步骤六、将节点和杆件的加工数据图形化处理，得到立体的节点和杆件，根据节点和杆件的关系重构出空间网壳结构的立体模型图（如图3），或者根据步骤三种相同的构造线模式以及节点、杆件的加工数据重构出空间网壳结构的轴线模型图（如图2）。

步骤七，将重构的立体模型图或轴线模型图与原始设计的立体模型图或轴线模型图在同一坐标系下比较，完成加工数据的复核校验。

Claims (1)

1.一种空间网壳结构的数据处理方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

  步骤一、将网壳节点的空间坐标以及节点间关系的原始设计数据转化为图形化形式，得到空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型图；

  步骤二、对空间网壳结构建筑的节点、节点牛腿进行编号；

  步骤三、对空间网壳结构建筑原始设计的轴线模型进行参数赋值，形成空间网壳结构原始设计的立体模型图；

  步骤四、采集空间坐标系下每个节点包含的牛腿端面的空间坐标数据，将采集的数据集合形成该节点的节点数据，同时得到杆件数据；

  步骤五、将步骤四中采集到的节点数据通过坐标系转换得到节点加工数据，同理得到杆件加工数据；

步骤六、将节点和杆件的加工数据图形化处理，得到立体的节点和杆件，根据节点和杆件的关系重构出空间网壳结构的立体模型图，或者根据步骤三中相同的构造线模式以及节点、杆件的加工数据重构出空间网壳结构的轴线模型图；

步骤七，将重构的立体模型图与原始设计的立体模型图在同一坐标系下比较或将重构的轴线模型图与原始设计的轴线模型图在同一坐标系下比较，完成加工数据的复核校验。