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rhino-结构空间建模-犀牛地地总结

结构工程师建模的重要工具-犀牛(Rhino3D)

Rhino3D是著名的NURBS(Non-UniformRationalB-Spline)非均匀有理B样条曲线建模软件,并以工业设计风暴著称,广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域,近年来在建筑领域也得到了广泛的应用。与目前非常流行的3D自由体建模工具“MOI3D自由设计大师”无缝结合,更可与建筑界的主流概念设计软件-SketchUp建筑草图大师兼容,给建筑业界人士提供了一种自由体建模的优秀工具。

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面对建筑表达的空间化和多样化,常用的普通结构建模软件以及CAD已难以完成3D空间模型的建立。建筑常用Rhino做建筑曲面造型,在此基础上,结构专业亦可以充分与建筑专业对接,应用Rhino建立空间结构模型线框图,用于结构软件的辅助建模。结构常需要的是直线线框模型,若是用Rhino直接导出的轮廓线框为B样条曲线,midas根本无法导入,sap2000也无法合并。面对这样的模型,只能在CAD里人工简化把模型用直线段描出来。这样的方式,模型精度差,而且费时费力。若掌握了Rhino则能既准确又快捷的简化直线线框模型出来。

下面以库尔勒综合创意展示中心为例,介绍rhino在建筑曲面上建立结构模型:

1、建筑曲面造型:用于做渲染和导入revit建模的基础曲面。

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2、用:投影-project、抽离结构线-ExtractIsocurve、组合-join、放样-loft、挤出曲线-ExtrudeCrv、延伸曲面-ExtendSrf、剪裁平面-CutPlane、重建-rebuild 等命令,从建筑造型曲面上提取柱网相对应的结构线:

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3、对于顶部部分曲面,需按结构要求单独建立辅助曲面,以便更好抽取有效结构线:

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4、最后效果,结构线框拟合效果非常好:

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5、到此阶段,所有提取的结构线均为NURBE-样条B曲线,还是无法导入结构模型建模。导入结构模型的必须是直线线框模型,为此,需要将整层的曲线单元等分结构单元,然后将所有曲线导出为直线即可。

a) 带分割点的模型:

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b)导出的等分好结构单元的三维空间线框模型:

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此时的模型,可以导入3D3S,PMSAP,PM-STS,YJK盈建科、midas gen、sap2000等结构计算软件中,进行结构计算和构件设计。

以下是在PKPM-STS中,利用等高线法,按节点标高输入的模型:

a)

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b)

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最后,Rhino 3D软件,在参数化建模上应用的更为广泛和熟练,北京奥运会、上海世博会等都有Rhino 3D在建筑设计上的杰出作品。随着时代的发展和经济的进步,Rhino 3D 犀牛将会在建筑领域有着更为广阔的应用。

附:Rhino特点

Rhino可以创建、编辑、分析和转换NURBS曲线、曲面、和实体,并且在复杂度、角度、和尺寸方面没有任何限制。

用户界面:非常快速的将数据表示成图形,3-D制图法,无限制的图形视见区,工作中的透视视窗,指定的视区,制图设计界面,设计图符界面(物体在计算机显示屏上的一种图形表示,实质上是事物的图象,用来使计算机操作更加直观,使初学者更容易理解)和工具栏界面。大量的联机帮助。现代化的电子更新。新闻组。

创建帮助:无限制的UNDO和REDO、精确尺寸输入、模型捕捉、网格点的捕捉、正交、平面、创建平面、层、背景位图、物体的隐藏和显示、物体的锁定和解除。创建曲线:控制和编辑点、操纵条、光滑处理、修改角度,增/减结、增加扭结、重建、匹配、简单化、过折线、建立周期、调整冲突点、修改角度、修正裂缝、手画曲线、和园、弧、椭圆、矩形、多边形、螺旋线园锥、TrueType 文本、点插值、手写画从其他模型创建曲线。

创建曲面:三点或四点生成面、三条或四条生成面、二维曲线成面、矩形成面、挤压成面、多边形成面、沿路径成面、旋转、线旋转、混合补丁、点格、高区、倒角、平行、和TrueType文本。

编辑曲面:控制点、操纵条、修改角度、增/减结、匹配、延伸、合并、连接、飞剪切、重建、缩减、建立周期、布尔运算(合并、相异、交叉)。创建实体:正方体、球体、圆柱体、管体、圆锥体、椭体、园凸体、挤压二位曲面、挤压面、面连接、和TrueType文本。编辑实体:倒角、抽面、布尔运算(合并、相异、交叉)。

创建多面曲面:NURBS成面、封闭折线成面、平面、圆柱体、球体、园锥体。编辑多边曲面:炸开、连接、焊接、统一规范、应用到面。

编辑工具:剪切、拷贝、粘贴、删除、删除重复、移动旋转、镜像、缩放、拉伸、对齐、陈列、合并、剪切、切分、炸开、延伸、倒角、斜切面、偏移、扭曲、弯曲、渐变、平行、混合、磨光、平滑、等……分析:点、长度、距离、角度、半径、周长、普通方向、面积、面积矩心、体积、体积矩心、曲化图形、几何连续、偏移、光边界、最近点等。

渲染:平影渲染、光滑影渲染、材质、阴影和自定义分辨率渲染。文件支持:支持DWG、DXF、3DS、LWO、STL、OBJ、AI、RIB、POV、UDO、VRML、TGA、AMO、TGA、IGES、AG、STL、RAW。

插件:3DStudioMAXSoftimage和带源代码的I/O工具包。文件管理:文件属性和注解、模板、合并文件、输出选择区域、I/O。