(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 202210676114.2 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 中南建筑设计院股份有限公司 地址 430071 湖北省武汉市武昌区中南 二 路 (72)发明人 柳子通　肖志杨　袁理明　毋志晓　 万建涛　沈伟　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 钟锋　李丹 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种用于异型曲面的四角锥网架参数化建 模方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于异型曲面的四角锥 网架参数化建模方法， 包括以下步骤： 1)将所需 要 的 网 架 典 型 单 元 上 弦 部 分 尺 寸 输 入 Grasshopper三维建模软件； 2)生成深化过的上 弦部分模型； 3)生成优化后的上弦杆件模型； 4) 获取网架下弦部分模型的节点初步定位； 5)将步 骤4)中的节点使用以下方式进行优化： 6)将上述 生成的上弦部分模型、 下弦部分模 型和斜腹杆模 型分别进行合理性辨别， 输出合理性欠缺的杆 件， 并显示这些杆件的角度； 7)对合理性欠缺的 杆件进行针对性调整： 8)输 出最终空间四角锥网 架模型。 本发 明方法以四角锥单元的长宽高为基 本参数， 可快速生成改进优化后的空间四角锥网 架三维模型， 且生成的模型可直接导入结构分析 软件进行分析。 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 CN 114936408 A 2022.08.23 CN 114936408 A 1.一种用于异型曲面的四角锥网架参数化建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)将所需要的网架典型单元上弦部分尺寸输入Grasshopper三维建模软件， 根据已有 的异型曲面以及曲面上一 点对整个曲面进行均匀的划分， 形成初步的上弦部分模型； 2)输入杆件间距阈值， 在异型曲面边缘不规则处按间距原则， 将初步生成的上弦部分 模型中的不符合要求的杆件删除， 生成深化过的上弦部分模型； 3)将上弦部分模型中杆件删除后所滞留下来的多余节点删除， 并组合所有上弦杆件， 生成优化后的上弦杆件 模型； 4)用上弦杆件模型中的上弦曲线将异型曲面分割成若干个单体曲面， 输入所需四角锥 网架的高， 在Grasshopper三维建模软件中按照所输入的四角锥网架的高将各个曲面沿法 线方向拉伸形成一个正四角锥， 自动提取四角锥的侧 棱作为网架模型 的斜腹杆； 并将模型 中的四角锥 顶点提取出来， 作为网架下弦部分模型的节点初步定位； 5)将步骤4)中的节点使用以下 方式进行优化： 根据相对位置坐标调整横 纵双向上同一批相邻四棱锥单元的下弦节点， 使相邻下弦节 点间连接形成的下弦杆不会产生角度偏移影响结构传力性能， 调整形成的下弦节点位置， 优化节点形成的杆件角度， 连接节点形成优化后的下弦部分模型， 并将节点与对应的上弦 单元连接形成优化后的斜腹杆模型； 6)将上述生成的上弦部分模型、 下弦部分模型和斜腹杆模型分别进行合理性辨别， 按 规范或给定的角度区间对杆件之间的角度进行判定， 输出合理性欠缺的杆件， 并显示这些 杆件的角度； 7)根据合理性欠缺的杆件的角度值， 对合理性欠缺的杆件进行针对性调整， 包括杆件 调整和参数调整： 8)输出最终空间四角锥网架模型。 2.根据权利要求1所述的一种用于异型曲面的四角锥网架参数化建模方法， 其特征在 于， 所述步骤7)中对合理性 欠缺的杆件进行针对性调整， 具体如下： 7.1)杆件调整： 将上下弦模型输出并单独移动调节不合理杆件， 调整后重复步骤6)至 合理性辨别判定 输出为“空”； 7.2)参数调整： 通过调节步骤1)、 2)、 4)中的参数， 整体调节四角锥网架至合理性辨别 判定输出为“空”； 其中， 杆件调整为单体杆件调整， 参数调整为整体杆件调整。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114936408 A 2一种用于异型曲面的四角锥网 架参数化建模方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑结构辅助设计技术， 尤其涉及一种用于异型曲面的四角锥网架参 数化建模方法。 背景技术 [0002]随着我国综合实力的提升及建筑科学技术的不断发展， 异型曲面的大跨度屋盖造 型越来越受到当代建筑师 的青睐， 这也给结构设计的创新和发展带来了新的挑战。 在众多 空间结构 中， 网架结构相较其他结构对复杂的曲面有更好的适应性， 而四角锥网架相 较其 他网架形式在结构整体刚度和稳定性上有更大 的优势， 但当曲面 曲率较大时， 常规结构分 析软件已无法建模或建模功能不 足导致网架杆件夹角及长度难以满足规范要求， 这给结构 分析计算带来了极大的困难。 [0003]Grasshopper是一款基于Rhino的可视化编程语言 的三维建模软件， Gr asshopper 的最大的特点有两个： 一是可以通过输入指 令， 使计算机根据拟定的算法自动生成结果， 算 法结果不限于模型， 二是通过编写算法程序， 机械性的重复操作及大量具有逻辑的演化过 程可被计算机的循环运算取代， 方案调整也可通过参数 的修改直接得到修改结果。 传统参 数化建模可快速生成常规 曲面的网架模型， 但无法对杆件角度进行规范性的判别及优化， 即建模导入结构计算分析 软件后仍需大量的手动调整， 导 致参数化建模效率并不显著。 [0004]本发明采用Grasshopper编制异型曲面下空间四角锥网架参数化设计方法， 不仅 能快速建立符合复杂异型曲面外形的四角锥网架结构， 还可以自动循环进 行杆件筛选并优 化已有模型， 得到满足规范要求的四角锥网架模型后可直接导入结构分析软件计算， 克服 了传统参数化建模方法中部 分杆件快速 建立后不符合规范要求仍需手动反 复调整的缺陷， 为异型曲面的四角锥体系网架建模设计提供了一套兼具准确性和灵活性的方法， 显著提高 设计人员的建模准确性和分析效率。 发明内容 [0005]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷， 提供一种用于异型曲面的 四角锥网架参数化建模方法。 [0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种用于异型曲面的四角锥网架参 数化建模方法， 包括以下步骤： [0007]1)将所需要的网架典型单元上弦部分尺寸输入Grasshopper三维建模软件， 根据 已有的异型曲面以及曲面上一 点对整个曲面进行均匀的划分， 形成初步的上弦部分模型； [0008]2)输入杆件间距阈值， 在异型曲面边缘不规则 处按间距原则， 将初步生成的上弦 部分模型中的不符合要求的杆件删除， 生成深化过的上弦部分模型； [0009]3)将上弦部分模型中杆件删除后所滞留下来的多余节点删除， 并组合所有上弦杆 件， 生成优化后的上弦杆件 模型； [0010]4)用上弦杆件模型中的上弦曲线将异型曲面分割成若干个单体曲面， 输入所需四说　明　书 1/4 页 3 CN 114936408 A 3