一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，包括以下步骤：1)创建一个对应网架结构形式的多边形；2)对多边形各边进行均分取点；3)生成上层杆件；4)生成下层杆件；5)分批次生成腹杆；6)利用选型电池将不同的的数表示不同的网架结构形式；7)将所得的上层杆件、腹杆、下层杆件、节点分别输入选型电池中对应网架结构形式的选型位置。本发明专利技术能够建立多种网架结构形式，在不同网架建立过程中，针对一些重复的过程缩短了建模时间，提高了效率，结合参数化建模的优势，利用少数参数的改变从而改变建立的模型，使用时只需要输入相应参数和选型即可输出模型，提高了建模效率和建筑设计速度。模效率和建筑设计速度。模效率和建筑设计速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法


[0001]本专利技术涉及辅助建筑设计
，具体涉及一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法。

技术介绍

[0002]网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，在建筑实践中有重量轻刚度大、空间受力小、抗震性能好同时不失美观等优点，网架结构的使用范围很广泛；随着计算机的发展，在建造之前先进行三维建模分析已经很普遍了，基于Rhino平台运行的Grasshopper三维建模软件以其不限于建立模型的强大功能而应用广泛；由于网架结构多种多样，现有建立网架结构模型的方法很少，而且建模时候，需要几种方案就要针对建立几个模型，耗时耗力还难以调控细节，选型不便；因此，为了提高建模效率和建模后的分析效果，提出一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，能够建立多种网架结构、同时提高设计速度和建模效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，包括以下步骤：
[0005]1)在Grasshopper中调出创建建筑设计中网架结构形式所对应多边形的电池，得到对应的多边形；
[0006]2)在步骤1)得到的多边形的各条边上分别生成均分该边的点；
[0007]3)利用多边形上的点确定上层杆件所需节点，连接节点得到上层杆件；
[0008]4)在上层确定下层杆件所需节点，将下层杆件所需节点沿z轴向下移动，得到下层节点，连接下层节点得到下层杆件；
[0009]5)分批次将所需上层节点和下层节点连接得到腹杆；
[0010]6)调出stream filter电池，用不同的数来表示不同的网架结构形式；
[0011]7)将所得杆件节点、上层杆件、下层杆件和腹杆分别输入到stream filter电池中对应网架结构形式的选型位置。
[0012]进一步的，所述步骤1)中网架结构形式包括正放四角锥网架、两向正交正放网架和两向斜交斜放网架；所述步骤8)中利用number slider电池以“0”表示正放四角锥网架，以“1”表示两向正交正放网架，以“2”表示两向斜交斜放网架。
[0013]进一步的，所述步骤1)中创建多边形之后，在多边形上各边取点方式为：将series电池的数列输入到list item电池的index中，可以从list item电池输入的点阵里的每组点中自序号以start表示的点开始，间隔取点，所间隔的距离以step表示，取点次数以count表示；取出的点直接输出或者将list item电池取出的点输入到reverse list电池后倒序
输出。
[0014]进一步的，所述步骤1)中网架结构形式确定为正放四角锥网架；步骤1)中通过rectangle电池创建一个矩形，矩形四条边中x轴向的长度＝x轴向网格数
×
x轴向网格宽度，矩形四条边中y轴向的长度＝y轴向网格数
×
y轴向网格宽度，网格数和网格宽度均为建筑设计所定的网架数据；步骤2)中得到多边形上均分各边的点的操作为：利用list item电池分别得到矩形的四条边，然后将矩形的四条边依次编上序号0、1、2、3，x方向上的两条边序号分别为0和2，利用divide curve电池将这两条边各自均分为x轴向网格数的2倍；y方向上的两条边序号分别为1和3，再利用divide curve电池将这两条边各自均分为y轴向网格数的2倍；步骤3)中得到上层杆件的操作为：利用divide surface电池得到所有上层节点D，再利用polyline电池将所有上层节点D相连形成多段线，得到y轴向平行的上层杆件，使用flip matrix电池将D转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，得到与x轴向平行的上层杆件，即得所有上层杆件；
[0015]步骤4)得到下层杆件的操作为：将下层杆件所有的杆件节点定义为N，N＝N1+N2，使用上述在多边形上各边取点的方式，从list item电池中取出0号边上序号为奇数的点，个数为x轴向网格数，利用reverse list电池得到2号边上序号为奇数的点的倒序，个数为x网格数，利用line电池将两组点相连为线段，得到的线段通过divide curve电池均分为y轴向网格数的2倍，接着利用list item电池的点阵中取出上述线段对应序号为奇数的点，个数为y轴向网格数，利用move电池将这些点沿z轴负向移动网架高度的距离，得到下层节点，定义为N1，利用polyline电池将下层节点N1直接相连形成多段线，得到与y轴平行的下层杆件，N1即为与y轴平行的下层杆件所对应的杆件节点，使用flip matrix将下层节点N1的序号矩阵转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，这组点即为与x轴平行的下层杆件所对应的下层节点，定义为N2，得到与x轴平行的下层杆件，即得所有下层杆件；
[0016]步骤5)得到腹杆的操作为：使用上述在多边形上各边取点的方式，用list item电池取出上层节点D中除最上面一行之外的所有点，将取出的点阵转置，然后再取出转置后的点阵中除最右侧之外的所有点，将这些点组成的点阵转置后与N1利用line电池连接得到第一部分腹杆；取出D组成的点阵中除最上面一行之外的所有点，利用flip matrix电池将取出的点形成的点阵转置，然后取出转置后点阵中除最左侧之外的所有点，将这些点组成的点阵利用flip matrix电池转置后与N1使用line电池相连，得到第二部分腹杆；取出D组成的点阵中除最下面一行之外的所有点，利用flip matrix电池将取出的点形成的新的点阵转置，然后取出转置后的点阵中除最左侧之外的所有点，再将这些点组成的点阵转置后利用line电池与N1相连得到第三部分腹杆；取出D组成的点阵中除最下面一行之外的所有点，将取出的点形成的新的点阵转置，然后取出转置后的点阵中除最右侧之外的所有点，利用flip matrix电池将这些点组成的点阵转置后与N1相连得到第四部分腹杆。
[0017]进一步的，将所得的杆件节点、上层杆件、下层杆件和腹杆分别输入到选型电池中对应“0”号选型的位置，输出正放四角锥网架。
[0018]进一步的，所述步骤1)中网架结构形式确定为两向正交正放网架；步骤1)中通过rectangle电池创建一个矩形，矩形四条边中x轴向的长度＝x轴向网格数
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x轴向网格宽度，矩形四条边中y轴向的长度＝y轴向网格数
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y轴向网格宽度，网格数和网格宽度均为建筑设计所定的网架数据；步骤2)中得到多边形上均分各边的点的操作为：利用list item电
池分别得到矩形的四条边，然后将矩形的四条边依次编上序号0、1、2、3，x方向上的两条边序本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在Grasshopper中调出创建建筑设计中网架结构形式所对应多边形的电池，得到对应的多边形；2)在步骤1)得到的多边形的各条边上分别生成均分该边的点；3)利用多边形上的点确定上层杆件所需节点，连接节点得到上层杆件；4)在上层确定下层杆件所需节点，将下层杆件所需节点沿z轴向下移动，得到下层节点，连接下层节点得到下层杆件；5)分批次将所需上层节点和下层节点连接得到腹杆；6)调出stream filter电池，用不同的数来表示不同的网架结构形式；7)将所得杆件节点、上层杆件、下层杆件和腹杆分别输入到stream filter电池中对应网架结构形式的选型位置。2.根据权利要求1所述的一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于：所述步骤1)中网架结构形式包括正放四角锥网架、两向正交正放网架和两向斜交斜放网架；所述步骤8)中利用number slider电池以“0”表示正放四角锥网架，以“1”表示两向正交正放网架，以“2”表示两向斜交斜放网架。3.根据权利要求2所述的一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于：所述步骤1)中创建多边形之后，在多边形上各边取点方式为：将series电池的数列输入到list item电池的index中，可以从list item电池输入的点阵里的每组点中自序号以start表示的点开始，间隔取点，所间隔的距离以step表示，取点次数以count表示；取出的点直接输出或者将listitem电池取出的点输入到reverselist电池后倒序输出。4.根据权利要求3所述的一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于：所述步骤1)中网架结构形式确定为正放四角锥网架；步骤1)中通过rectangle电池创建一个矩形，矩形四条边中x轴向的长度＝x轴向网格数
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x轴向网格宽度，矩形四条边中y轴向的长度＝y轴向网格数
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y轴向网格宽度，网格数和网格宽度均为建筑设计所定的网架数据；步骤2)中得到多边形上均分各边的点的操作为：利用list item电池分别得到矩形的四条边，然后将矩形的四条边依次编上序号0、1、2、3，x方向上的两条边序号分别为0和2，利用divide curve电池将这两条边各自均分为x轴向网格数的2倍；y方向上的两条边序号分别为1和3，再利用divide curve电池将这两条边各自均分为y轴向网格数的2倍；步骤3)中得到上层杆件的操作为：利用divide surface电池得到所有上层节点D，再利用polyline电池将所有上层节点D相连形成多段线，得到y轴向平行的上层杆件，使用flip matrix电池将D转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，得到与x轴向平行的上层杆件，即得所有上层杆件；步骤4)得到下层杆件的操作为：将下层杆件所有的杆件节点定义为N，N＝N1+N2，使用上述在多边形上各边取点的方式，从list item电池中取出0号边上序号为奇数的点，个数为x轴向网格数，利用reverse list电池得到2号边上序号为奇数的点的倒序，个数为x网格数，利用line电池将两组点相连为线段，得到的线段通过divide curve电池均分为y轴向网格数的2倍，接着利用list item电池的点阵中取出上述线段对应序号为奇数的点，个数为y轴
向网格数，利用move电池将这些点沿z轴负向移动网架高度的距离，得到下层节点，定义为N1，利用polyline电池将下层节点N1直接相连形成多段线，得到与y轴平行的下层杆件，N1即为与y轴平行的下层杆件所对应的杆件节点，使用flip matrix将下层节点N1的序号矩阵转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，这组点即为与x轴平行的下层杆件所对应的下层节点，定义为N2，得到与x轴平行的下层杆件，即得所有下层杆件；步骤5)得到腹杆的操作为：使用上述在多边形上各边取点的方式，取出上层节点D中除最上面一行之外的所有点，将取出的点阵转置，然后再取出转置后的点阵中除最右侧之外的所有点，将这些点组成的点阵转置后与N1利用line电池连接得到第一部分腹杆；取出D组成的点阵中除最上面一行之外的所有点，利用flip matrix电池将取出的点形成的点阵转置，然后取出转置后点阵中除最左侧之外的所有点，将这些点组成的点阵利用flip matrix电池转置后与N1使用line电池相连，得到第二部分腹杆；取出D组成的点阵中除最下面一行之外的所有点，利用flip matrix电池将取出的点形成的新的点阵转置，然后取出转置后的点阵中除最左侧之外的所有点，再将这些点组成的点阵转置后利用line电池与N1相连得到第三部分腹杆；取出D组成的点阵中除最下面一行之外的所有点，将取出的点形成的新的点阵转置，然后取出转置后的点阵中除最右侧之外的所有点，利用flip matrix电池将这些点组成的点阵转置后与N1相连得到第四部分腹杆。5.根据权利要求4所述的一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于：将所得的杆件节点、上层杆件、下层杆件和腹杆分别输入到选型电池中对应“0”号选型的位置，输出正放四角锥网架。6.根据权利要求3所述的一种基于Grasshopper的多种网架结构形式参数化建模实现方法，其特征在于：所述步骤1)中网架结构形式确定为两向正交正放网架；步骤1)中通过rectangle电池创建一个矩形，矩形四条边中x轴向的长度＝x轴向网格数
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x轴向网格宽度，矩形四条边中y轴向的长度＝y轴向网格数
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y轴向网格宽度，网格数和网格宽度均为建筑设计所定的网架数据；步骤2)中得到多边形上均分各边的点的操作为：利用list item电池分别得到矩形的四条边，然后将矩形的四条边依次编上序号0、1、2、3，x方向上的两条边序号分别为0和2，利用divide curve电池将这两条边各自均分为x轴向网格数的2倍；y方向上的两条边序号分别为1和3，再利用divide curve电池将这两条边各自均分为y轴向网格数的2倍；步骤3)中得到上层杆件的操作为：利用divide surface电池得到所有上层节点D，再利用polyline电池将所有上层节点D相连形成多段线，得到y轴向平行的上层杆件，使用flip matrix电池将D转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，得到与x轴向平行的上层杆件，即得所有上层杆件；步骤4)得到下层杆件的操作为：将下层杆件所有的杆件节点定义为N，N＝N1+N2，利用move电池将上层节点D沿z轴负向移动网架高度的距离，得到下层节点，定义为N1，利用polyline电池将下层节点N1直接相连形成多段线，得到与y轴平行的下层杆件，N1即为与y轴平行的下层杆件所对应的杆件节点；使用flip matrix将下层节点N1的序号矩阵转置后再次利用polyline电池连接形成多段线，这组点即为与x轴平行的下层杆件所对应的下层节点，定义为N2，得到与x轴平行的下层杆件，即得所有下层杆件；步骤5)得到腹杆的操作为：将所有上层节点D与下层节点N1用line电池连接得到第一部分腹杆；用division电池将输入的数x除以2后输入到round电池中形成一个组合，当输入该
组合的数为奇数时，会输出(x+1)/2，当输入的数为偶数时会输出x/2；记建筑设计的网架结构形式中x轴向网格数经过该组合后输出为[x]，y轴向网格数经过该组合后输出为[y]；使用上述在多边形上各边取点的方式，取出所有上层节...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊峰，胡进科，罗鸿博，高晨曦，王磊，栗蕾，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：