(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211072280.8 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 中信建筑设计研究总院有限公司 地址 430014 湖北省武汉市江岸区四唯路8 号 (72)发明人 张博　陈程　张可　 (74)专利代理 机构 武汉天力专利事务所 42 208 专利代理师 程祥 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于grasshopper的乐园外包装钢结构参数 化建模方法 (57)摘要 一种基于Grasshopper的乐园外包装钢结构 参数化建模方法， 一、 将建模的过程均采用 简化 为grasshopper中的cluster组的形式； 二、 在 Rhino平台， 指定建筑造 型处的基准点， 将建筑造 型旋转平移至坐标原点， 并将原点处造型面作为 输入端建筑控制面； 三、 根据建筑造型建模； 五、 选取土建屋面轮廓线上的底部节 点， 按设置的柱 墩高度偏移节点后生成柱脚节点； 六、 将生成的 实体杆件结果重新选择平移回原建筑包装造型 处， 通过碰撞检查或者实体可视效果， 来快速复 核自动生 成的钢结构布置是否 符合设计要求。 本 发明可通过直接捕捉建筑的包装造型曲面， 根据 建筑包装造 型， 输入尺寸、 间距等可控参数， 即可 直接生成结构设计需要的模型线框图， 快速生成 用于后续深化结构设计的三维模型。 权利要求书2页 说明书6页 附图8页 CN 115391899 A 2022.11.25 CN 115391899 A 1.一种基于gras shopper的乐园外包 装钢结构参数化建模方法， 包括以下步骤： 一、 将建模的过程均采用简化 为grasshopper中的cluster组的形式， 方便直接调用； 二、 在Rhino平台， 指定建筑造型处的基准点， 将建筑造型旋转平移至坐标原点， 并将原 点处造型面作为输入端建筑控制面； 三、 根据建筑造型分类， 按以下四种情况分别建模： 1） 竖向造型 ①首先确定结构输入端参数， 主要包括如下五个参数： 建筑造型面、 结构控制面的退距 D、 切面转角A、 切面多边形的边数M以及切面层高表； 其中建筑造型面为模型中直接选取的 建筑轮廓， 其他退距D、 转角A、 多边形边数M及层高表 等数据， 为根据结构需要指 定的数据参 数， 用于后续 步骤控制结构形体； ②根据切平面层高表， 采用水平面相交命令获取建筑造型面轮廓线， 按输入的内偏退 距D偏移后确定结构控制轮廓线； ③取各结构控制轮廓线的形心点， 并按形心点到轮廓线的最小距离， 求出控制半径， 根 据输入的切面多边形的边数M及切面 转角A， 绘出 各切平面上的多边形； ④连接多边形形心杆件、 多边形顶点杆件及通过shift命令顶点错位排序后相连形成 斜腹杆； 2） 扫掠成型的曲面造型 ①首先确定结构输入端参数， 主要包括如下四个参数： 建筑造型面、 结构控制面的退距 D以及结构沿扫掠线方向切平面间距S； 其中建筑造型面为模型中直接选取的建筑轮廓， 其 他退距D、 切平面间距S等数据， 为根据结构需要指 定的数据参数， 用于后续步骤控制结构形 体； ②通过筛选命令， 选中建筑造型面的扫掠结构线， 按输入的间距S等分线段， 并筛选出 经过各等分点的法向平面； ③对各法向平面用相交命令， 获取建筑造型面轮廓线， 按输入的内偏退距D偏移后确定 结构控制轮廓线； ④取各结构控制轮廓线的形心点， 并按形心点到轮廓线的最小距离， 求出控制半径， 绘 出各切平面上的矩形； ⑤连接矩形形心杆件、 矩形顶点杆件及通过shift命令顶点错位排序后相连形成斜腹 杆； 3） 山墙造型 ①首先确认结构输入端参数， 主要包括如下六个参数： 平面X方向的竖向构件水平间距 L、 平面Y方向的竖向构件水平间距M、 Z方向的水平构件垂直间距N、 结构控制面的退距D、 建 筑造型面、 以及结构土建面的参照点P； 其中建筑造型面为模型中直接选取的建筑轮廓， 参 照点P为模 型中直接选取结构 土建面上的点， 其他退距D、 间距 L、 M及N等数据， 为根据结构需 要指定的数据参数， 用于后续 步骤控制结构形体； ②取建筑造型面， 考虑内偏退距D偏移后， 作为结构控制面； 绘制控制面轮廓的包络矩 形， 按输入的平面X、 Y方向的杆件间距L和 M， 做包络矩形的网格划分； 取出网格与包装轮廓 线的交点， 并筛 选出仅在轮廓线内部的杆件； ③根据主体结构土建面的参照点P， 得出内偏方向的控制 法向向量； 并通过modulus命权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115391899 A 2令， 根据垂直间距N 求出需要往内部复制次数； ④将轮廓线内部的杆件沿控制法向 向量， 按求出的内部复制次数进行 杆件复制； 4） 大体量 不规则造型 ①首先确认结构输入端参数， 主要包括如下六个参数： 平面X、 Y方向的竖向构件水平间 距L及M、 Z方向的水平构件垂直间距N、 结构控制面的退距D、 建筑造型面以及结构土建屋面 轮廓线； 其中建筑造型面为模型中直接选取 的建筑轮廓， 结构屋面轮廓线为模型中直接选 取结构土 建屋面的边线， 其他退距D、 间距L、 M及N等数据， 为根据结构需要指 定的数据参数， 用于后续 步骤控制结构形体； ②选取结构土建屋面边界轮廓线， 考虑水平方向退距D后， 确定水平方向的结构控制线 范围， 选取建筑造型面， 按 结构控制面的退距D竖向偏移后， 确定竖向的结构控制面， 将水平 方向的结构控制线及竖向的包 装结构控制面按轴网正交布置， 旋转平 移至坐标原点； ③在输入端选取底层土建屋面轮廓线， 求出该轮廓线的平面包络矩形， 输入端中定义 平面X、 Y方向的竖向构件 水平间距 L及M， 用Gr id命令作双向的网格划分， 并筛选出土建屋面 轮廓线范围内的点阵； ④通过上一步的点阵做投影， 求出结构控制面上的投影点， 并连接底部点阵与顶部投 影点得出该层所有的竖向构件， 其中通过杆件长度及竖向垂 直间距N， 筛选掉 实际竖向长度 小于1m的杆件及顶部投影点； 将剩余顶部投影点按正交的X、 Y两个方向依次polyline连线， 并通过距离 筛选得到顶部水平构件； 四、 按照 《钢结构设计标准》 长细比限制要求， 按杆件节点长度自动按预输入的截面库 中选择相应的截面并赋予 实体厚度； 五、 选取土建屋面轮廓线上的底部节点， 按设置的柱墩高度偏移节点后生成柱脚节点， 用于直观示 意实际柱脚做法对建筑的影响； 六、 将生成的实体杆件结果重新选择平移回原建筑包装造型处， 即可通过碰撞检查或 者实体可视效果， 来快速复核自动生成的钢结构布置是否符合设计要求。 2.根据权利1所述的基于grasshopp er的乐园外包装钢结构参数化建模方法， 其特征在 于， 根据建筑造型分为四种情况， 采用相应的依据上述的建模方法生成的cluster电池组， 即可快速生成结构的线框模型。 3.根据权利1所述的基于grasshopp er的乐园外包装钢结构参数化建模方法， 其特征在 于， 所述步骤二、 1） ②中， 当控制半径小于 500mm时， 通过编程筛 选节点仅输出 单形心节点。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115391899 A 3