CN113389378A - 室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法 - Google Patents

室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，通过构建基于室内复杂造型建筑的三维空间点阵的测量方法，能够确保室内复杂造型建筑测量定位精确、测量数据易取得、测量周期较短，精确可控，极大节约了测量放样占用工期，大幅提升了测量精准度。本发明解决了对于室内复杂造型建筑测量定位，采用传统的测量定位手段，需进行大量的高密度、高精度测量定位，测量工程量大，导致工期延长，提高了施工成本的问题。

Description

室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法。
背景技术
随着城市建筑科技发展，拥有广阔中庭空间的大型会展、宗教建筑日渐增多，室内空间中设置的诸多新颖、异形的建筑造型设计给人们带来了视觉上的冲击，也同时对施工的测量定位带来了极大的挑战。室内中庭空间中，大型、异形结构的测量定位应用常规测量手段难以满足现场需求。
目前的测量定位手段在应用于室内复杂造型建筑测量定位的过程中，因复杂造型的建筑空间信息复杂，其施工前须进行高密度、高精度测量定位，加重了测量人员的工作量，提高了测量作业的难度，拖延工期，增大了企业施工成本。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，以解决对于室内复杂造型建筑测量定位，采用传统的测量定位手段，需进行大量的高密度、高精度测量定位，测量工程量大，导致工期延长，提高了施工成本的问题。
为实现上述目的，提供一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，包括：
基于国家高程基准和城市坐标系构建施工坐标系；
在所述施工坐标系的水平基准面上，以室内建筑物的底部的平面中心为圆心形成多道环向同心定位线，多道所述环向同心定位线以第一间距等距离设置；
于多道所述环形同心定位线布设多根径向定位线，所述径向定位线沿所述环形同心定位线的径向方向设置，多根所述径向定位线等间距设置，多根所述径向定位线与多道所述环形同心定位线交叉设置形成水平定位网格面；
以多根所述径向定位线为水平向基准线分别建立一竖向基准面，每一所述竖向基准面垂直于所述水平定位网格面；
于每一所述竖向基准面分别构建多根水平线和多根竖向线以建成三维空间点阵网，所述水平线与所述竖向线交叉设置，多根水平线和多根竖向线分别以所述第一间距等距离设置；
构建所述室内建筑物的BIM模型，并以已确定的测量基准点布置平面控制网；
在所述BIM模型上选取所述室内建筑物的多个重要曲率弯折点并投影于所述三维空间点阵网获得多个多曲率定位点，将每一所述三维空间点阵网上的多个所述多曲率定位点连接成线形成所述室内建筑物的多曲率定位线；
于所述测量基准点上观测所述多曲率定位点，并基于所述多曲率定位点的观测数据，于所述三维空间点阵网上标注相应的测量点，使得所述测量点对应于所述多曲率定位点；
连接所有的三维空间点阵网的同一水平度的测量点形成环形定位线，连接每一所述三维空间点阵网上的所有测量点形成结构定位线，所有的所述环形定位线与所有的所述结构定位线共同构成所述室内建筑物的三维立体曲面形态。
进一步的，所述基于国家高程基准和城市坐标系构建施工坐标系的步骤包括基于黄海高程控制线和所述室内建筑所在城市的城市坐标系，以所述室内建筑物的中心线与水平面的交点为所述施工坐标系的原点、以所述室内建筑物的主入口的中线为纵轴线构建三维的所述施工坐标系。
进一步的，相邻的两所述径向定位线之间的夹角为2.811°。
进一步的，在实施所述以已确定的测量基准点布置平面控制网时，使用天宝机器人布置所述平面控制网。
进一步的，所述室内建筑具有相对的上端和下端，所述室内建筑的外径自所述室内建筑的中部朝向所述室内建筑的上端和下端逐渐增大。
本发明的有益效果在于，本发明的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，通过构建基于室内复杂造型建筑的三维空间点阵的测量方法，能够确保室内复杂造型建筑测量定位精确、测量数据易取得、测量周期较短。另一方面本发明的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，精确可控，极大节约了测量放样占用工期，大幅提升了测量精准度，经济效益十分明显，具有十分广泛的应用前景，值得推广应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1至图7为本发明实施例的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1至图7所示，本发明提供了一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，包括：。
S1：基于国家高程基准和城市坐标系构建施工坐标系。
具体的，基于黄海高程控制线和室内建筑所在城市的城市坐标系，以室内建筑物的中心线与水平面的交点为施工坐标系的原点、以室内建筑物的主入口的中线为纵轴线构建三维的所述施工坐标系。
通过测量控制点及黄海高程控制线(黄海高程系)建立施工坐标系，实现从城市坐标系与国家高程系统到施工坐标系的转化。以室内建筑物的中心线与水平面的交点为坐标原点；以室内建筑物的主入口中线为纵轴线，以纵轴线的朝向北的一侧方向为正向，横轴线垂直于纵轴线。
S2：在施工坐标系的水平基准面上，以室内建筑物的底部的平面中心为圆心形成多道环向同心定位线1，多道环向同心定位线1以第一间距等距离设置。
如图1所示，以室内建筑物的内侧轮廓线为基准，以室内建筑物的中心点为圆心，间隔单位距离进行环向单元分格，到室内建筑物的外轮廓线外的2个单位距离，形成数道同心圆，即环形同向同心定位线1。
S3：于多道环形同心定位线布设多根径向定位线2，径向定位线2沿环形同心定位线的径向方向设置，多根径向定位线2等间距设置，多根径向定位线2与多道环形同心定位线交叉设置形成水平定位网格面。
如图2所示，在本实施例中，相邻的两径向定位线2之间的夹角为2.811°。在环形同心定位线上进行径向分格，以夹角2.811°从坐标原点呈放射状在水平基准面进行径向定位，共128条径向定位线，形成水平定位网格面，环形同心定位线与径向定位线的交点形成定位点。
S4：以多根径向定位线2为水平向基准线分别建立一竖向基准面3，每一所述竖向基准面3垂直于所述水平定位网格面。
如图3所示，以每一条径向定位线为基准线，建立垂直与水平基准面或水平定位网格面的竖向基准面3，竖向基准面3共计128面。
S5：于每一竖向基准面3分别构建多根水平线32和多根竖向线31以建成三维空间点阵网A，水平线32与竖向线31交叉设置，多根水平线32和多根竖向线31分别以第一间距等距离设置。
具体的，如图4所示，沿竖向基准面3的法向以单位距离(第一间距)建立水平线与竖向线，形成三维空间点阵网A。
S6：构建室内建筑物的BIM(建筑信息模型Building Information Modeling)模型，并以已确定的测量基准点布置平面控制网。
在实施步骤S6时，使用天宝机器人布置平面控制网。
S7：在BIM模型上选取室内建筑物的多个重要曲率弯折点并投影于三维空间点阵网A获得多个多曲率定位点，将每一三维空间点阵网A上的多个多曲率定位点连接成线形成室内建筑物的多曲率定位线。
如图5所示，基于三维空间点阵网A，在室内建筑物的BIM模型上选取重要曲率弯折点，依次在各三维空间点阵网A中投影多个多曲率定位点，连接成线，形成网格多曲率定位线5。
S8：如图6所示，于测量基准点上观测多曲率定位点，并基于多曲率定位点的观测数据，于三维空间点阵网A上标注相应的测量点，使得测量点对应于多曲率定位点。
S9：如图7所示，连接所有的三维空间点阵网A的同一水平度的测量点形成环形定位线7，连接每一三维空间点阵网A上的所有测量点形成结构定位线6，所有的环形定位线7与所有的结构定位线6共同构成室内建筑物的三维立体曲面形态B。
在本实施例中，室内建筑具有相对的上端和下端，室内建筑的外径自室内建筑的中部朝向室内建筑的上端和下端逐渐增大。
本发明的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，通过构建基于室内复杂造型建筑的三维空间点阵的测量方法，能够确保室内复杂造型建筑测量定位精确、测量数据易取得、测量周期较短。另一方面本发明的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，精确可控，极大节约了测量放样占用工期，大幅提升了测量精准度，经济效益十分明显，具有十分广泛的应用前景，值得推广应用。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于国家高程基准和城市坐标系构建施工坐标系；
在所述施工坐标系的水平基准面上，以室内建筑物的底部的平面中心为圆心形成多道环向同心定位线，多道所述环向同心定位线以第一间距等距离设置；
于多道所述环形同心定位线布设多根径向定位线，所述径向定位线沿所述环形同心定位线的径向方向设置，多根所述径向定位线等间距设置，多根所述径向定位线与多道所述环形同心定位线交叉设置形成水平定位网格面；
以多根所述径向定位线为水平向基准线分别建立一竖向基准面，每一所述竖向基准面垂直于所述水平定位网格面；
于每一所述竖向基准面分别构建多根水平线和多根竖向线以建成三维空间点阵网，所述水平线与所述竖向线交叉设置，多根水平线和多根竖向线分别以所述第一间距等距离设置；
构建所述室内建筑物的BIM模型，并以已确定的测量基准点布置平面控制网；
在所述BIM模型上选取所述室内建筑物的多个重要曲率弯折点并投影于所述三维空间点阵网获得多个多曲率定位点，将每一所述三维空间点阵网上的多个所述多曲率定位点连接成线形成所述室内建筑物的多曲率定位线；
于所述测量基准点上观测所述多曲率定位点，并基于所述多曲率定位点的观测数据，于所述三维空间点阵网上标注相应的测量点，使得所述测量点对应于所述多曲率定位点；
连接所有的三维空间点阵网的同一水平度的测量点形成环形定位线，连接每一所述三维空间点阵网上的所有测量点形成结构定位线，所有的所述环形定位线与所有的所述结构定位线共同构成所述室内建筑物的三维立体曲面形态。
2.根据权利要求1所述的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，其特征在于，所述基于国家高程基准和城市坐标系构建施工坐标系的步骤包括基于黄海高程控制线和所述室内建筑所在城市的城市坐标系，以所述室内建筑物的中心线与水平面的交点为所述施工坐标系的原点、以所述室内建筑物的主入口的中线为纵轴线构建三维的所述施工坐标系。
3.根据权利要求1所述的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，其特征在于，相邻的两所述径向定位线之间的夹角为2.811°。
4.根据权利要求1所述的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，其特征在于，在实施所述以已确定的测量基准点布置平面控制网时，使用天宝机器人布置所述平面控制网。
5.根据权利要求1所述的室内多曲率造型建筑物的三维立体曲面形态构建方法，其特征在于，所述室内建筑具有相对的上端和下端，所述室内建筑的外径自所述室内建筑的中部朝向所述室内建筑的上端和下端逐渐增大。
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