CN115828404A - 基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，包括：在Rhino软件中，导入建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和建筑造型屋面的龙骨二维分布图；基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型；本申请利用Grasshopper可视化编程语言来编程，可以在复杂的曲面上生成投影线模，进而根据横截面生成龙骨三维模型。Grasshopper为可视化编程语言，有助于提高编程效率。
Description
技术领域
本公开涉及BIM技术领域，尤其涉及一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法。
背景技术
建筑造型屋面的结构复杂，为金属屋面，结构复杂，包括檐口，天沟，隔墙和天窗部分。在施工的过程中，需要根据屋顶表皮的BIM三维模型生成屋顶龙骨三维模型。但是由于屋顶的上述部分多为曲面结构，相关技术中，BIM软件无法对曲面进行分析，无法生成屋顶龙骨的三维模型。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，以解决上述的问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，所述方法包括：
在Rhino软件中，导入建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和建筑造型屋面的龙骨二维分布图；
基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型；
所述建筑造型屋面龙骨三维模型至少包括：屋面龙骨三维模型；檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
在一种实施方式中，基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面的龙骨二维分布图，生成所述屋面龙骨三维模型，包括：
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图与所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型在垂直方向上对齐；
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图向所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型进行投影，得到所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模；
对所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模进行分类得到屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模；
分别根据所述屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模生成屋面龙骨三维模型、檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
在一种实施方式中，根据所述屋面龙骨线模生成屋面龙骨三维模型，包括：
确定所述屋面龙骨横截面；以及沿着屋面表面向下偏移的第一距离；
根据所述屋面龙骨线模，所述屋面龙骨横截面和所述第一距离生成所述屋面龙骨三维模型。
在一种实施方式中，根据所述檐口龙骨线模生成檐口龙骨三维模型，包括：
确定所述檐口的第一部分和第二部分；
所述檐口龙骨线模包括：檐口第一部分龙骨线模；
确定所述檐口第一部分龙骨横截面；
根据所述檐口第一部分龙骨线模和所述横截面生成所述檐口第一部分龙骨三维模型；
所述檐口的第一部分为，檐口中的上层与下层在水平面上的投影非重合区域；
所述檐口的第二部分为，檐口中的上层与下层在水平面上的投影重合区域。
在一种实施方式中，所述檐口龙骨线模包括：檐口第二部分龙骨线模；
所述檐口第二部分包括上层第一曲面和下层第二曲面；
确定所述上层第一曲面的龙骨线模，向所述上层第一曲面内侧偏移的第二距离和檐口龙骨横截面；
根据所述上层第一曲面的龙骨线模，所述第二距离和檐口龙骨横截面生成第一曲面龙骨；
确定所述下层第二曲面的龙骨线模，向所述下层第二曲面内侧偏移的第三距离和檐口龙骨横截面；
根据所述下层第二曲面的龙骨线模，所述第三距离和檐口龙骨横截面生成第二曲面龙骨。
在一种实施方式中，根据所述天沟龙骨线模生成所述天沟龙骨三维模型，包括：
确定所述天沟龙骨截面，向天沟内侧偏移的第四距离；
根据所述天沟龙骨线模，所述天沟龙骨截面和所述第四距离生成所述天沟龙骨三维模型。
在一种实施方式中，根据所述天窗龙骨线模生成所述天窗龙骨三维模型，包括：
确定所述天窗龙骨线模偏移的第五距离和天窗龙骨截面；
根据所述天窗龙骨线模，所述第五偏移距离和所述天窗龙骨截面生成天窗龙骨三维模型。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：在Rhino软件中，基于预先编写的Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型。利用Grasshopper 可视化编程语言来编程，可以在复杂的曲面上生成投影线模，
进而根据横截面生成龙骨三维模型。Grasshopper为可视化编程语言，有助于提高编程效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种基于Grasshopper的程序示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种龙骨二维投影图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种线模示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种天沟示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种檐口主视图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种檐口侧视图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请提出了一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，参见附图1，包括：
步骤S102中，在Rhino软件中，导入建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和建筑造型屋面的龙骨二维分布图。
其中，建筑造型屋面可以为公共建筑造型屋面，比如，可以为机场屋顶。
龙骨一般为横截面为矩形的钢管，通过多个钢管首尾搭接而成。设置在屋顶下方，起支撑屋顶的作用。
在本实施例中，可以预先制作建筑造型屋面的龙骨二维分布图，制作建筑造型屋面表皮的BIM三维模型。将上述的龙骨二维分布图和建筑造型屋面表皮的BIM三维模型导入到Rhino软件中。
步骤S104中，基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型。
所述建筑造型屋面龙骨三维模型至少包括：屋面龙骨三维模型、檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
在本实施例中，可以预先设定Grasshopper程序，该程序中，使用各种功能的电池组成。可以分别生成屋面龙骨三维模型、檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型，将上述的模型进行组合得到整个建筑造型屋面龙骨三维模型。
本申请的技术方案，基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型；有助于施工单位得到建筑造型屋面龙骨三维模型，从而可以根据龙骨三维模型进行龙骨的施工，可以更改Grasshopper程序中的电池的龙骨横截面的尺寸参数，从而可以完成批量的修改龙骨的尺寸，提高了龙骨建模的效率。
在一种实施方式中，基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面的龙骨二维分布图，生成所述屋面龙骨三维模型，包括：
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图与所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型在垂直方向上对齐。
在本实施例中，将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图与所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型在垂直方向上对齐时，可以根据建筑造型屋面龙骨二维分布图的某个目标点位的坐标和建筑造型屋面表皮的BIM三维模型中的对应点位的坐标进行，拖动建筑造型屋面龙骨二维分布图，或者建筑造型屋面表皮的BIM三维模型使得上述的坐标的水平面的横坐标和纵坐标相同。
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图向所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型进行投影，得到所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模。
在本实施例中，将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图向所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型进行投影，得到所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模，可以采用以下的步骤：
参见附图3和图4，以单个龙骨为例，确定建筑造型屋面的上述单个龙骨的二维分布图向所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型进行投影得到的该龙骨的第一矩形投影轮廓。确定该矩形投影轮廓的平行于长边的中轴线为上述龙骨的线模。线模可以为直线，也可以为曲线。
对所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模进行分类得到屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模。
分别根据所述屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模生成屋面龙骨三维模型、檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
参见附图2所示的一种生成龙骨模型的Grasshopper程序图，确定所述屋面龙骨横截面，可以采用电池节点的方式进行，在电池节点6中，设定长度、宽度、壁厚，线模偏移的距离。电池节点2用于确定龙骨接触的目标曲面；电池节点1用于确定龙骨二维分布图。电池节点3用于投影操作，电池节点4用于确定每条龙骨的起点和终点。电池节点5用于根据上述的起点和终点生成上述每条龙骨的线模。电池节点6用于根据上述的每条龙骨的线模、和设定的上述的多个参数，生成上述的目标曲面向接触的每条龙骨的龙骨三维模型。
在一种实施方式中，根据所述屋面龙骨线模生成屋面龙骨三维模型，包括：
确定所述屋面龙骨横截面；以及沿着屋面表面向下偏移的第一距离。
根据所述屋面龙骨线模，所述屋面龙骨横截面和所述第一距离生成所述屋面龙骨三维模型。
在本实施例中，可以采用附图2的Grasshopper程序图，电池节点2用于确定龙骨接触的目标曲面为屋面，电池节点1用于确定屋面龙骨的二维分布图。电池节点6用于根据输入的屋面龙骨的横截面的长度、宽度、壁厚，以及上述的第一距离，生成屋面龙骨三维模型。
在一些实施例中，还可以采用Grasshopper电池确定出屋面表面的法向量，第一距离沿着该法向量的方向进行偏移。
在一种实施方式中，根据所述天沟龙骨线模生成所述天沟龙骨三维模型，包括：
确定所述天沟龙骨截面，向天沟内侧偏移的第四距离。
根据所述天沟龙骨线模，所述天沟龙骨截面和所述第四距离生成所述天沟龙骨三维模型。
在本实施例中，参见附图5所示的天沟龙骨，可以采用附图2的Grasshopper程序图，电池节点2还可以用于确定龙骨接触的目标曲面为天沟内表面，电池节点1还可以用于确定天沟龙骨的二维分布图。电池节点6还可以根据输入的天沟龙骨的横截面的长度、宽度、壁厚，以及上述的第四距离，生成屋面龙骨三维模型。
其中，天沟龙骨的内表面包括：两个平行的对立面，一个水平面；可以分别根据上述的三个内表面生成三部分天沟龙骨。
在一种实施方式中，根据所述檐口龙骨线模生成檐口龙骨三维模型，包括：
确定所述檐口的第一部分和第二部分。所述檐口龙骨线模包括：檐口第一部分龙骨线模。确定所述檐口第一部分龙骨横截面。根据所述檐口第一部分龙骨线模和所述横截面生成所述檐口第一部分龙骨三维模型。所述檐口的第一部分为，檐口中的上层与下层在水平面上投影的非重合区域。所述檐口的第二部分为，檐口中的上层与下层在水平面上投影的重合区域。
在本实施例中，参见附图6和附图7，所述檐口第二部分32中的上层和下层在水平面上的投影重合。包括上层第一曲面321和下层第二曲面322。
在本实施例中，对于檐口的第一部分31，可以直接根据线模和横截面生成龙骨模型。
在一种实施方式中，所述檐口龙骨线模包括：檐口第二部分龙骨线模。
确定所述上层第一曲面321的龙骨线模，向所述上层第一曲面321内侧偏移的第二距离和檐口龙骨横截面。根据所述上层第一曲面321的龙骨线模，所述第二距离和檐口龙骨横截面生成第一曲面龙骨。
在本实施例中，可以采用附图2的Grasshopper程序图，电池节点2还可以用于确定龙骨接触的目标曲面为上层第一曲面321，电池节点1还可以用于确定檐口第二部分龙骨的二维分布图。电池节点6还可以用于根据输入的檐口第二部分龙骨的横截面的长度、宽度、壁厚，以及上述的第二距离，生成檐口第二部分上层龙骨三维模型。
确定所述下层第二曲面322的龙骨线模，向所述下层第二曲面322内侧偏移的第三距离和檐口龙骨横截面。根据所述下层第二曲面322的龙骨线模，所述第三距离和檐口龙骨横截面生成第二曲面龙骨。
在本实施例中，可以采用附图2的Grasshopper程序图，电池节点2还可以用于确定龙骨接触的目标曲面为上述的第二曲面322，电池节点1还可以用于确定檐口第二部分的龙骨的二维分布图。电池节点6还可以用于根据输入的檐口第二部分龙骨横截面的长度、宽度、壁厚，以及上述的第三距离，生成檐口第二部分下层龙骨三维模型。
檐口的第二部分32，需要根据第一曲面321和第二曲面322分别在内侧生成龙骨。可以采用Grasshopper电池确定出第一曲面321的法向量和第二曲面322的法向量；第二距离的偏移方向沿着上述的第一曲面321的法向量的方向。第三距离的偏移方向沿着上述的第二曲面322的法向量方向。
还可以使用裁剪功能的电池节点对两个曲面的线模偏移之后，产生交叉的线段进行裁剪。
在一种实施方式中，根据所述天窗龙骨线模生成所述天窗龙骨三维模型，包括：
确定所述天窗龙骨线模偏移的第五距离和天窗龙骨截面。
根据所述天窗龙骨线模，所述第五偏移距离和所述天窗龙骨截面生成天窗龙骨三维模型。
在本实施例中，天窗龙骨位于天窗的下部，可以先选定天窗的下表面，
可以采用附图2的Grasshopper程序图，电池节点2还可以用于确定龙骨接触的目标曲面为天窗内表面，电池节点1还可以用于确定天窗龙骨的二维分布图。电池节点6还可以用于根据输入的天窗龙骨的横截面的长度、宽度、壁厚，以及上述的第五距离，生成天窗龙骨三维模型。
其中，偏移的方向应该是垂直于天窗的表面，也就是天窗的法向量方向，可以通过电池节点来获取天窗表面的法向量，从而确定偏移的方向沿着天窗的法向量进行。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，包括：
在Rhino软件中，导入建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和建筑造型屋面的龙骨二维分布图；
基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面龙骨二维分布图，生成所述建筑造型屋面龙骨三维模型；
所述建筑造型屋面龙骨三维模型至少包括：屋面龙骨三维模型；檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
2.根据权利要求1所述的Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
基于Grasshopper程序，根据所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型和所述建筑造型屋面的龙骨二维分布图，生成所述屋面龙骨三维模型，包括：
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图与所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型在垂直方向上对齐；
将所述建筑造型屋面龙骨二维分布图向所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型进行投影，得到所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模；
对所述建筑造型屋面表皮的BIM三维模型上的龙骨线模进行分类得到屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模；
分别根据所述屋面龙骨线模、檐口龙骨线模、天沟龙骨线模和天窗龙骨线模生成屋面龙骨三维模型、檐口龙骨三维模型、天沟龙骨三维模型和天窗龙骨三维模型。
3.根据权利要求2所述的Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
根据所述屋面龙骨线模生成屋面龙骨三维模型，包括：
确定所述屋面龙骨横截面；以及沿着屋面表面向下偏移的第一距离；
根据所述屋面龙骨线模，所述屋面龙骨横截面和所述第一距离生成所述屋面龙骨三维模型。
4.根据权利要求2所述的基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
根据所述檐口龙骨线模生成檐口龙骨三维模型，包括：
确定所述檐口的第一部分和第二部分；
所述檐口龙骨线模包括：檐口第一部分龙骨线模；
确定所述檐口第一部分龙骨横截面；
根据所述檐口第一部分龙骨线模和所述横截面生成所述檐口第一部分龙骨三维模型；
所述檐口的第一部分为，檐口中的上层与下层在水平面上的投影非重合区域；
所述檐口的第二部分为，檐口中的上层与下层在水平面上的投影重合区域。
5.根据权利要求4所述的基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
所述檐口龙骨线模包括：檐口第二部分龙骨线模；
所述檐口第二部分包括上层第一曲面和下层第二曲面；
确定所述上层第一曲面的龙骨线模，向所述上层第一曲面内侧偏移的第二距离和檐口龙骨横截面；
根据所述上层第一曲面的龙骨线模，所述第二距离和檐口龙骨横截面生成第一曲面龙骨；
确定所述下层第二曲面的龙骨线模，向所述下层第二曲面内侧偏移的第三距离和檐口龙骨横截面；
根据所述下层第二曲面的龙骨线模，所述第三距离和檐口龙骨横截面生成第二曲面龙骨。
6.根据权利要求2所述的基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
根据所述天沟龙骨线模生成所述天沟龙骨三维模型，包括：
确定所述天沟龙骨截面，向天沟内侧偏移的第四距离；
根据所述天沟龙骨线模，所述天沟龙骨截面和所述第四距离生成所述天沟龙骨三维模型。
7.根据权利要求2所述的基于Grasshopper的建筑造型屋面建模方法，其特征在于，
根据所述天窗龙骨线模生成所述天窗龙骨三维模型，包括：
确定所述天窗龙骨线模偏移的第五距离和天窗龙骨截面；
根据所述天窗龙骨线模，所述第五距离和所述天窗龙骨截面生成天窗龙骨三维模型。
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