參數化建模在幕墻設計施工中的應用

2017-05-09 07:24:06龐德強PangDeqiang毛伙南MaoHuonan

住宅科技 2017年6期

■ 龐德強 Pang Deqiang 毛伙南 Mao Huonan

0 引言

參數化建模技術在輔助建筑設計上的應用越來越廣泛，其發展時間短暫，發展速度卻令人嘆為觀止。目前，在建或已建成的形態各異的建筑中，或多或少都有參數化軟件的設計輔助。在各種常用的參數化輔助設計軟件當中，R h i n o c e r o s和G r a s s h o p p e r組成的設計平臺是目前使用最為廣泛、最為流行的一套設計平臺，這主要得益于R h i n o c e r o s建模軟件強大的造型能力和G r a s s h o p p e r獨特的可視化編程建模方式。

1 項目概況

本項目為公司在新加坡承接的一個海外重點項目，其外形就像是一個船體（圖1～4），幕墻面積1 0 0 0 0 m2。由于立面造型復雜，特別是有個船體的造型，加上土建施工方沒嚴格按圖施工和設計，有比較大的出入，必須采取有效手段予以糾正。本案就是要糾正土建的誤差和優化建筑的立面效果，用參數化來解決幕墻施工設計中的問題。

圖1 項目效果圖

圖2 項目立面圖

圖3 項目平面圖

圖4 項目剖面圖

2 三維空間建模

作為幕墻施工單位，要把設計師的意圖和想法實現到現實來，必須完善幕墻施工圖。但通過圖紙，我們很難在二維的平面上看出個究竟。因此，必須進行三維空間建模。這里，我們用Rhinoceros的平臺對設計院的圖紙進行校對。

2.1 輪廓處理

將每層的平面圖紙導入到Rhinoceros中（圖5），對每層的輪廓線進行描繪。通過對比分析，最終確定以8層的平面輪廓為標準進行輪廓處理（圖6）。

2.2 造型分析

根據甲方要求，幕墻的剖面斜率要保持一致的3.5°傾角；同時，還要滿足建筑紅線的規劃要求（圖7）。另外，根據目前工地現場已經完成的4層結構面實測數據，施工的實際偏差還不小。而此刻，工地為了趕工期，正在忙著搭建第5層的腳手架。時間緊迫，必須在搭建5層結構模板之前，把幕墻的模型給定下來。

但是設計院提供的圖紙有缺陷，加上甲方趕工的時間倉促，這就給幕墻的設計施工帶來了困難。通過對圖紙的大致分析，我們對該造型有了概念。這是一個倒橢圓臺造型，對于這種非線性的造型，通常的二維C A D的表達方式是難以表達出來的。

為了方便施工，節省材料成本，板塊必須盡可能少，決定將板塊做成等腰梯形。但是，要達到等腰梯形的要求，且每個板塊夾角大小一樣，那這個弧必須是圓弧才可以。根據這個思路，最終就把橢圓造型分解成3部分：大弧段部分由大圓弧去擬合，小圓弧段由小圓弧去擬合，它們的連接部分再用圓弧段去擬合。也就是說，整個橢圓造型是由3個圓弧構成的。圖8為擬合的三段弧線段。