桁架結(jié)構(gòu)建模（grasshopper建模技巧分享sketchup插件高效應(yīng)用）

營(yíng)口鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)06-12868閱讀0評(píng)論

桁架結(jié)構(gòu)建模是建筑和工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它涉及到將復(fù)雜的幾何形狀通過(guò)桿件和節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)以實(shí)現(xiàn)力的傳遞。在SketchUp中，使用grasshopper插件可以極大地提高建模的效率和精確度。，，利用grasshopper插件，用戶能夠輕松地導(dǎo)入CAD文件，這些文件可以直接用于SketchUp模型的構(gòu)建。grasshopper插件還提供了強(qiáng)大的參數(shù)化工具，允許用戶對(duì)模型中的每個(gè)元素進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，從而快速生成不同的設(shè)計(jì)方案。，，進(jìn)一步地，grasshopper插件還支持與3D打印軟件的集成，使得設(shè)計(jì)師能夠在設(shè)計(jì)階段就預(yù)覽最終產(chǎn)品的實(shí)際效果，這對(duì)于原型設(shè)計(jì)和快速迭代至關(guān)重要。，，grasshopper插件為SketchUp用戶提供了一套完整的解決方案，從導(dǎo)入CAD文件到參數(shù)化設(shè)計(jì)，再到與3D打印的無(wú)縫對(duì)接，極大地提升了建模效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

桁架結(jié)構(gòu)建模（grasshopper建模技巧分享sketchup插件高效應(yīng)用）鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工第1張

一、基于Grasshopper的桁架結(jié)構(gòu)建模

數(shù)據(jù)生成結(jié)構(gòu)線的方法：建筑的桁架結(jié)構(gòu)有很多結(jié)構(gòu)線，可通過(guò)gh（Grasshopper）的數(shù)據(jù)來(lái)生成這些結(jié)構(gòu)線，但這可能是個(gè)考驗(yàn)，不過(guò)有一種方法可以讓桁架結(jié)構(gòu)建模變得簡(jiǎn)單，但具體方法未在搜索結(jié)果詳細(xì)提及。
相關(guān)教學(xué)與教程：有例如“Grasshopper教學(xué)024 - 曲面桁架SpaceTruss”等相關(guān)教學(xué)視頻可參考桁架建模，還有karamba3D教程 - 1:桁架建模分析（Rhino、Grasshopper）等資源可輔助基于Grasshopper的桁架結(jié)構(gòu)建模。

二、SketchUp中的桁架建模思路

做出桁架曲面原型
- 使用插件：貝茲曲面（SUAPP編號(hào)308），雙擊曲面編輯至合適的形狀，然后右鍵鼠標(biāo)，炸開(kāi)模型；創(chuàng)建組件并多復(fù)制出一個(gè)組件，由于模型成組，后續(xù)對(duì)單個(gè)組件操作會(huì)聯(lián)動(dòng)其他復(fù)制組件。曲面景觀桁架由4個(gè)單獨(dú)組件組成時(shí)，可使用插件：鏡像物體（SUAPP編號(hào)2），將復(fù)制好的單個(gè)組件再鏡像復(fù)制，組成整個(gè)曲面桁架的原型。
做出桁架框架
- 選中單個(gè)組件，使用插件：超級(jí)推拉（SUAPP編號(hào)94）中的聯(lián)合推拉將二維曲面拉出合適的厚度；再使用插件：增強(qiáng)選擇（SUAPP編號(hào)3）中只選擇面或者右鍵→只選對(duì)象→面，刪除面只留下邊線，將框架再?gòu)?fù)制出一個(gè)并炸開(kāi)備用。全選框架，使用插件：線轉(zhuǎn)圓柱（SUAPP編號(hào)148），設(shè)置截面直徑:0.03m、截面段數(shù):10，使線形框架轉(zhuǎn)為立體圓柱組成的框架。
做出連接處球體組件
- 全選復(fù)制的線形框架，使用插件：Fredo工具（SUAPP編號(hào)435）標(biāo)記頂點(diǎn)，將框架交點(diǎn)移出，使用插件：標(biāo)準(zhǔn)球體（SUAPP編號(hào)203）或者用路徑跟隨手動(dòng)做出一個(gè)半徑0.03m的球體并創(chuàng)建組件。全選交點(diǎn)與球體，使用插件：標(biāo)參考點(diǎn)（SUAPP編號(hào)162）中的參考點(diǎn)處插入組或組件，使交點(diǎn)全部轉(zhuǎn)為球體，最后全選已完成的球體組件，使用編輯欄的原位粘貼功能或手動(dòng)拖動(dòng)某一單個(gè)球體將組件移動(dòng)至相應(yīng)位置。
完成曲面桁架
- 為做好的曲面景觀桁架添加下面的支撐座架，然后使用渲染器渲染完成。

三、桁架結(jié)構(gòu)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)建模的幫助

結(jié)構(gòu)形式與分類
- 按幾何組成分類
  - 簡(jiǎn)單桁架：由基礎(chǔ)面內(nèi)三根不共線的桿首尾相接構(gòu)成。
  - 聯(lián)合桁架：由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系的規(guī)則連接而成。
  - 復(fù)雜桁架：不滿足上述簡(jiǎn)單桁架和聯(lián)合桁架條件的桁架結(jié)構(gòu)。
- 根據(jù)外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類
  - 三角形桁架：具有自身的結(jié)構(gòu)特性和受力特點(diǎn)，在建模時(shí)需要根據(jù)其特點(diǎn)確定桿件的連接和布局方式等。
  - 梯形桁架：建模過(guò)程中要考慮梯形形狀帶來(lái)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和荷載傳遞路徑等因素。
  - 多邊形桁架：結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，建模時(shí)要處理好多邊形形狀下桿件的角度、長(zhǎng)度等關(guān)系以及荷載分布情況。
  - 空腹桁架：有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式，建模需關(guān)注空腹部分對(duì)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響。
  - 組合式桁架：結(jié)合了多種桁架類型的特點(diǎn)，建模時(shí)要綜合考慮不同類型桁架的組合方式和相互作用。
受力分析與設(shè)計(jì)原理
- 受力特點(diǎn)及分析方法
  - 桁架結(jié)構(gòu)以承受軸向拉力或壓力為主，荷載從節(jié)點(diǎn)傳遞至支座。分析方法主要采用節(jié)點(diǎn)法和截面法，節(jié)點(diǎn)法是通過(guò)平衡節(jié)點(diǎn)上的力和力矩來(lái)分析各桿件內(nèi)力，截面法是通過(guò)截取桁架某個(gè)截面，分析該截面上的內(nèi)力和外力平衡關(guān)系。
- 設(shè)計(jì)原則與規(guī)范要求
  - 設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全、經(jīng)濟(jì)、適用原則，在滿足荷載要求和保證結(jié)構(gòu)安全前提下優(yōu)化設(shè)計(jì)方案降低造價(jià)，并且要符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》等。