CN115795594A - 一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的bim建模方法 - Google Patents
一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的bim建模方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,包括如下步骤:S1、针对闸站项目特点进行前期准备;S2、对于原设计图纸查缺补漏,简化、优化图纸;S3、grasshopper运算器中参数化程序的搭建;S4、参数化生成流道;S5、进行空间坐标变换,将流道横截面轮廓布置在路线控制点位置;S6、根据走向、渐变调整横截面轮廓旋转角度;S7、利用放样融合功能将横截面轮廓沿路线生成模型;S8、根据空心流道与闸站实体主体进行剪切;S9、BIM建模的后续应用。本发明通过grasshopper参数化进一步提高闸站设计的高效性和各专业关联性,它将模型中定量信息变量化,dynamo输入设计、施工、运维三阶段信息,形成BIM数字孪生模型,大大提高了项目信息传递性。
Description
技术领域
本发明属于水利工程技术领域,更具体地说,尤其涉及一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法。
背景技术
BIM(建筑信息模型)是以建设工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行工程模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协润1、o1以r的u后大亦茁,它将逐步取代传统二整个生命周期中实现集成管理。BIM是工程建设行业的一次巨大变革,它将逐步取代传统二维设计方法,也是实现工程信息化管理的重要工具。
Revit作为行业主要BIM平台软件,应用非常广泛,但它对依赖于中心线概念来设计的闸站流道支持还相对薄弱。在闸站项目流道中依然处于一个初期阶段,现阶段在闸站项目流道中,BIM模型建设期阶段,模型质量受人为因素影响较大,重复劳动较多、工作效率较低;模型的信息化程度不够且可控性不高;建模流程不够标准化、精度不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,包括如下步骤:
S1、针对闸站项目特点进行前期准备:根据对待建异形曲面进出水流道结构形体特点的了解,利用Rhino软件在前期进行试验,针对异形曲面进出水流道结构形体的轮廓、轮廓、走向,进行智能编号,定位点坐标数据生成三维曲线,属性设置;
S2、对于原设计图纸查缺补漏,简化、优化图纸:根据闸站异形曲面进出水流道结构形体原设计的设计意图;
S3、grasshopper运算器中参数化程序的搭建:在充分理解原设计的设计思路和意图,同时不改变原设计的系统原理的原则下,以设计目标为导向,进行参数化运算器程序的搭建;
S4、参数化生成流道:把导入到Rhino软件中的有用信息经过grasshopper一系列的运算器运算,自动化达到所需目标结果,包括三维坐标数据、平面尺寸信息;
S5、进行空间坐标变换,将流道横截面轮廓布置在路线控制点位置;为了将横截面轮廓准确布置到流道中心空间曲线上,需要将横截面轮廓由当前坐标系转换成路线控制点的局部坐标系,让截面轮廓垂直路线布置;
S6、根据走向、渐变调整横截面轮廓旋转角度;读取走向、渐变数据,调整各控制点间的横截面轮廓旋转角度;
S7、利用放样融合功能将横截面轮廓沿路线生成模型;以横截面轮廓为放样形状,以流道中心空间曲线为放样路径,放样生成流道空心模型;
S8、根据空心流道与闸站实体主体进行剪切,完成流道主体结构模型,并将其通过Rhino.Inside.Revit导入至Revit软件,与其他专业模型合模,用于闸站BIM运维管理;
S9、BIM建模的后续应用:空间异形曲面进出水流道结构项目经过参数化应用,使得闸站在参数化设计的本质作用下,系统能够自动维护所有的不变参数。
优选的,步骤S2中所述的对原设计图纸查缺补漏,简化、优化图纸具体为:
1)对整体的异形曲面流道结构形体图纸进行系统检查并简化,去除类似标注,无用线条,赘述文字这些BIM深化设计用不到的信息,只保留异形曲面结构形体的每个截面的轮廓线条,三维曲线定位所需的线条、特征点信息,避免后面导入到Rhino中影响运算器对所需信息读取的准确性;
2)把简化后的图纸导入Rhino中并进一步进行拍平,查重,拆分处理,使导入的图纸信息更加具有唯一性,准确性;
3)最后把导入的图纸进行进水、出水流道归类分组,重新定义新图层;利于后面grasshopper运算器分类读取。
优选的,步骤S5中,根据流道所有构件横断面相对应的位置信息,换算获取所述流道所有构件横断面的参考位置信息。
优选的,所述获取流道所有构件横断面的参考位置信息采用Dynamo编写程序读取横断面轮廓参数信息,并将所述横断面轮廓参数信息载入相应构件的参考位置点处。
优选的,所述获取流道所有构件横断面的参考位置信息还包括:
通过所述Dynamo编写程序,驱动所述步骤3中的横断面轮廓沿着所述步骤5中的流道中心空间曲线及偏移定位进行扫描,获取对应流道、胸墙、墩墙、底板的实体模型。
优选的,步骤S9中的BIM建模的后续应用还包括:
查看某具体编号构件,点击该构件,可以看到该构件的编号信息,名称信息,尺寸信息,定位信息、与其他相临构件的位置关系、该构件的体积、表面积、材质等物理属性信息;服务于闸站BIM运维,使得复杂形体的闸站体更具有管理性。
优选的,步骤S3所述的进行参数化运算器程序的搭建具体步骤为:
1)利用读取类型的运算器对导入到Rhino软件中的图纸轮廓、曲线、材质信息进行读取;
2)通过计算类型的运算器组对读取的信息进行计算,通过轮廓、曲线的拟合,剪切,分组,排序,组合,数学的四则混合运算,函数运算,几何运算等计算方法并把计算好的信息传递给下一步;
3)通过接收类型的运算器把上一步的计算结果进行梳理、分组、优化;经过上一步骤的计算已经得到目标构件的外形几何轮廓并及非几何信息;
优选的,步骤S4中,采用BIM技术在电脑中演化结果,并把把输出的信息用于设计交付。
优选的,根据闸站结构形体还包括组成流道的胸墙、墩墙、底板与流道中心线的偏移距离,在空间坐标变换时需要根据设计图纸要求确定上述构件的中心与流道中心线的偏移距离。
本发明的技术效果和优点:本发明提供的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,与传统的建模方法相比,本发明通过rhino与grasshopper参数化结合应用,针对在闸站异形曲面进出水流道项目过程中的应用做出分析研究,grasshopper参数化进一步提高闸站设计的高效性和各专业关联性,它将模型中定量信息变量化,dynamo输入设计、施工、运维三阶段信息,形成BIM数字孪生模型,大大提高了项目信息传递性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法电路连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法。
本发明设计一种利用BIM技术更高效的、更先进的管理闸站异形曲面进出水流道的工程项目设计和实施的方法,具体是一种BIM建模在闸站异形曲面进出水流道形体设计建造中的使用方法;
其步骤如下:
针对项目特点进行前期准备:根据对闸站特点的了解,筛选合理的BIM应用软件工具Rhino、grasshopper参数化,利用Rhino软件在前期进行试验,针对流道截面智能编号,定位点坐标数据生成三维曲线,三维轮廓生成,属性设置,再结合设计深化需求,归纳总结为正式闸站BIM技术实施方案,有效配合闸站的施工。
对于原设计图纸查缺补漏,简化优化图纸:根据闸站原设计意图,通过设计师跨地域远程视频沟通,聘请相关专家现场指导,我们充分理解图纸设计思路与脉络,抓住设计原理性;
对整体的闸站图纸进行系统检查,并进行简化,去除类似标注,无用线条,赘述文字等BIM深化设计用不到的信息,只保留异形曲面结构形体的每个截面的轮廓线条,三维曲线定位所需的线条、特征点信息,避免后面导入到Rhino中影响运算器对所需信息读取的准确性;把简化后的图纸导入Rhino中并进一步进行拍平,查重,拆分处理,使导入的图纸信息更加具有唯一性,准确性;最后把导入的图纸按照进行归类分组,重新定义新的图层;利于后面grasshopper运算器分类读取;
参数化运算器程序的搭建:在充分理解原设计的设思路和意图和不改变原设计系统原理的原则下,以目标为导向,进行参数化运算器程序搭建,搭建分为四个大步骤:
1.利用读取类型的运算器组对导入到Rhino软件中的图纸轮廓、曲线、材质信息进行读取;
2.通过计算类型的运算器组对读取的信息进行计算,通过轮廓、曲线的拟合,剪切,分组,排序,组合,数学的四则混合运算,函数运算,几何运算等计算方法并把计算好的信息传递给下一步;
3.通过接收类型的运算器组把上一步的计算结果进行梳理、分组、优化;经过上一步骤的计算已经得到目标构件的外形几何轮廓并及非几何信息;
4.把导入到Rhino软件中的有用信息经过grasshopper一系列的运算器运算,自动化达到所需目标结果,包括三维坐标数据、平面尺寸信息,因为是BIM技术在电脑中演化的结果,把输出的信息用于设计交付,三维坐标数据可用于指导施工定位,提高施工效率及质量;经过以上步骤,通过改变输入端、读取端的基础数据信息,可以对新的输入数据进行自动化计算,以达到我们想要的结果。
参数化生成流道:把导入到Rhino软件中的有用信息经过grasshopper一系列的运算器运算,自动化达到所需目标结果,包括三维坐标数据、平面尺寸信息,因为是BIM技术在电脑中演化的结果,把输出的信息用于设计交付,三维坐标数据可用于指导施工定位,提高施工效率及质量;
进行空间坐标变换,将流道横截面轮廓布置在路线控制点位置;为了将横截面轮廓准确布置到流道中心空间曲线上,需要将横截面轮廓由当前坐标系转换成路线控制点的局部坐标系,让截面轮廓垂直路线布置。
根据走向、渐变调整横截面轮廓旋转角度;读取走向、渐变数据,调整各控制点间的横截面轮廓旋转角度。
利用放样融合功能将横截面轮廓沿路线生成模型;以横截面轮廓为放样形状,以流道中心空间曲线为放样路径,放样生成流道空心模型。
根据空心流道与闸站实体主体进行剪切,完成流道主体结构模型,并将其通过Rhino.Inside.Revit导入至Revit软件,与其他专业模型合模,用于闸站BIM运维管理。
BIM建模的后续应用:空间异形曲面进出水流道结构项目经过参数化应用,使得闸站在参数化设计的本质作用下,系统能够自动维护所有的不变参数;得出的所有结果都是带有信息数据的,随时查看电脑中的每个构件,每个定位信息,包括可以查看某具体编号构件,点击该构件,可以看到该构件的编号信息,名称信息,尺寸信息,定位信息、与其他相临构件的位置关系、该构件的体积、表面积、材质等物理属性信息;服务于闸站BIM运维,使得复杂形体的闸站体更具有管理性。
本发明通过rhino与grasshopper参数化结合应用,针对在闸站异形曲面进出水流道项目过程中的应用做出分析研究,grasshopper参数化进一步提高闸站设计的高效性和各专业关联性,它将模型中定量信息变量化,dynamo输入设计、施工、运维三阶段信息,形成BIM数字孪生模型,大大提高了项目信息传递性。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、针对闸站项目特点进行前期准备:针对异形曲面进出水流道结构形体的轮廓、轮廓、走向,进行智能编号,定位点坐标数据生成三维曲线,属性设置;
S2、对于原设计图纸查缺补漏,简化、优化图纸:根据闸站异形曲面进出水流道结构形体原设计的设计意图;
S3、grasshopper运算器中参数化程序的搭建:在充分理解原设计的设计思路和意图,同时不改变原设计的系统原理的原则下,以设计目标为导向,进行参数化运算器程序的搭建;
S4、参数化生成流道:把导入到Rhino软件中的有用信息经过grasshopper一系列的运算器运算,自动化达到所需目标结果,包括三维坐标数据、平面尺寸信息;
S5、进行空间坐标变换,将流道横截面轮廓布置在路线控制点位置;为了将横截面轮廓准确布置到流道中心空间曲线上,需要将横截面轮廓由当前坐标系转换成路线控制点的局部坐标系,让截面轮廓垂直路线布置;
S6、根据走向、渐变调整横截面轮廓旋转角度;读取走向、渐变数据,调整各控制点间的横截面轮廓旋转角度;
S7、利用放样融合功能将横截面轮廓沿路线生成模型;以横截面轮廓为放样形状,以流道中心空间曲线为放样路径,放样生成流道空心模型;
S8、根据空心流道与闸站实体主体进行剪切,完成流道主体结构模型,并将其通过Rhino.Inside.Revit导入至Revit软件,与其他专业模型合模,用于闸站BIM运维管理;
S9、BIM建模的后续应用:空间异形曲面进出水流道结构项目经过参数化应用,使得闸站在参数化设计的本质作用下,系统能够自动维护所有的不变参数。
2.根据权利要求1所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:步骤S2中所述的对原设计图纸查缺补漏,简化、优化图纸具体为:
1)对整体的异形曲面流道结构形体图纸进行系统检查并简化,去除类似标注,无用线条,赘述文字这些BIM深化设计用不到的信息,只保留异形曲面结构形体的每个截面的轮廓线条,三维曲线定位所需的线条、特征点信息,避免后面导入到Rhino中影响运算器对所需信息读取的准确性;
2)把简化后的图纸导入Rhino中并进一步进行拍平,查重,拆分处理,使导入的图纸信息更加具有唯一性,准确性;
3)最后把导入的图纸进行进水、出水流道归类分组,重新定义新图层;利于后面grasshopper运算器分类读取。
3.根据权利要求1所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:步骤S5中,根据流道所有构件横断面相对应的位置信息,换算获取所述流道所有构件横断面的参考位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:所述获取流道所有构件横断面的参考位置信息采用Dynamo编写程序读取横断面轮廓参数信息,并将所述横断面轮廓参数信息载入相应构件的参考位置点处。
5.根据权利要求4所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:所述获取流道所有构件横断面的参考位置信息还包括:
通过所述Dynamo编写程序,驱动所述步骤3中的横断面轮廓沿着所述步骤5中的流道中心空间曲线及偏移定位进行扫描,获取对应流道、胸墙、墩墙、底板的实体模型。
6.根据权利要求1所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:步骤S9中的BIM建模的后续应用还包括:
查看某具体编号构件,点击该构件,可以看到该构件的编号信息,名称信息,尺寸信息,定位信息、与其他相临构件的位置关系、该构件的体积、表面积、材质等物理属性信息;服务于闸站BIM运维,使得复杂形体的闸站体更具有管理性。
7.根据权利要求1所述的一种应用于闸站异形曲面进出水流道设计的BIM建模方法,其特征在于:步骤S3所述的进行参数化运算器程序的搭建具体步骤为:
1)利用读取类型的运算器对导入到Rhino软件中的图纸轮廓、曲线、材质信息进行读取;
2)通过计算类型的运算器组对读取的信息进行计算,通过轮廓、曲线的拟合,剪切,分组,排序,组合,数学的四则混合运算,函数运算,几何运算等计算方法并把计算好的信息传递给下一步;
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