深入解析参数化设计:从基础概念到实际应用案例

   日期:2024-12-29     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:249    
核心提示:另外可以大大提高我们与结构工程师的沟通效率,你想啊,结构师把你的线模型导入软件一算,发现某些构件的尺寸有点小,我们就可以把相应构建的尺寸参数稍作修改即可,而不需要重新手工建模,这在一些大跨建筑中比较常用,另外我们还可以把构件的详细信息生成一个表格,方便我们统计。

前言

由于小编最近的学习和兴趣,对参数化设计有一点了解。本文将与大家分享一些我最近学到的东西钢结构基础设计,希望能让大家对参数化设计有更好的理解。正确的基本认识或许能提供一些启发。

文章结构

什么是参数化

为什么选择参数化

参数化的一些常见情况

文本

主体

我们经常比较非线性和参数化,但两者的含义却截然不同。参数化生成的形状不一定是非线性的,非线性建筑物也不一定是参数化生成的。比如查阿姨的建筑大部分都是用Rhino、TS、Maya等手工建模的,属于非线性建筑而不是参数化建筑。不过GH可能会在后期的建设中用来做一些优化设计,比如她的遗产。设计为澳门木凡士酒店。引用徐卫国老师的话:非线性科学研究研究自然界中动态的、自由的、不规则的、自组织的、远离平衡的现象。说白了,就是说它不是一条直线。

那么参数化呢?参数化不在于形式,而在于形式的逻辑和操作步骤的关联性。它将生成的结果转换为一个或多个参数,通过一组操作逻辑进行控制。我们可以改变这些参数的值来改变设计结果。

目前我们常用的参数化工具是GH。下面我用它来做一个很简单的案例来说明上面的过程:画一个倒角的矩形,向上复制,将两个矩形均分,然后对分点进行处理。出现错位,然后进行相应的连接。参数化工具GH会记录操作逻辑。当你改变某个操作步骤的参数时,最终的结果也会随之改变。 (如动画所示)

从上面这个小案例,不难想象参数化设计相对于传统设计有很多优势。例如,我们可以通过修改参数快速准确地生成一系列不同的表单,并选择最好的。另外,它可以大大提高我们和结构工程师之间的沟通效率。如果结构工程师将你的线模型导入到软件中进行计算,发现某些构件的尺寸有点小,我们可以稍微修改相应的施工尺寸参数。是的,不需要手动重新建模,这在一些大跨度的建筑中比较常用。另外,我们还可以生成一个表格,其中包含组件的详细信息,以方便我们的统计。

而最关键的优势还不仅仅在这里。 GH参数化软件还可以与REVIT等一些BIM软件进行协同设计,甚至通过GH插件实现Rhino的BIM化。这太神奇了,不仅可以利用犀牛的建模优势。钢结构基础设计,并能实现基于模型的信息管理。另外,可以利用一些算法和插件(如遗传传递、geco、ladybug、honeybee、kangaroo等)做一些优化设计,如面板成员标准化、冬季热辐射改善、夏季遮阳等、视线优化、力学分析等等。这些是一些高级应用程序。

表皮

1.1 干扰表皮

MAD中钢国际大厦表皮就是这方面的经典案例,是学习GH的常见案例。网上有很多教程,我就不赘述了。主要形成逻辑是利用六边形中心点到干涉曲线的距离来控制六边形面板中开口的大小。小编做了一个简单的版本(如动画所示)。

1.2点表皮

分形主要指子形状与母形状之间的自相似性,现已扩展为一门学科。具体含义这里不再讨论。如果你有兴趣,可以自己研究一下。网上有很多相关资料。

GH中分形的实现主要依靠循环语句。重复执行相同的逻辑,形成自相似的结构。同时还可以组合曲线干涉,实现更丰富的效果。小编也做了一个简单的案例,大家看完就会有一个直观的认识。如动画所示。

1.3 泰森多边形及其变体

如果你想直观地了解泰森的多重变身,可以看看水立方的表面。虽然泰森多边形本身的形式比较固定,也被大家玩出了不同寻常的形式,但它可以与干涉相结合,做出很多有趣的变化。小编做了两个小案例供大家参考。一是对泰森多重变形产生的结构进行细分柔化,二是结合点干涉。

1.4 性能表皮

有些建筑表皮并不纯粹是正式的。它们的干扰因素大多是物理性能和建筑功能的内在要求,如热辐射、室内照明质量等。这主要是借用一些气候分析插件如Geco、ladybug、honeybee等来实现。

南通市通州区城市展览馆的外表皮由双层结构组成。内皮确保绝缘和防水。外表皮采用参数化设计,根据不同的遮阳需求,在不同的功能区域设置不同尺寸的孔洞。

1.5 像素化皮肤

皮肤像素化的一种常见方法是提取图片中每个像素的颜色信息,并将其与穿孔铝板的孔半径相关联。小编从百度上随机取了一张蝴蝶的黑白图,做了一个小案例。效果如下图。

还有另一种方法,它是通过元胞自动机模型生成的。详情见天津滨海新区响螺湾商务区亿兆大厦。元胞自动机有着广泛的应用。在建筑领域,它们还可以用来模拟人员疏散。

1.6 其他

除了上面列出的类型外,还有仿生、裸露结构等许多有特色的建筑表皮类型,这里不再赘述。如果您有兴趣,可以自行探索。

结构

由于GH可以高效地重复执行简单的命令,并且易于修改,所以可以用来制作一些结构,比如简单的曲线网格、复杂的树结构、索膜结构、编织结构等,小编暂时做了一个稍微粗一点的弧形网格(如下动图所示),没有细化龙骨和节点,但足以说明GH的特点。另外,我之前做过几个结构案例,拿来展示一下以示羞耻(下面有动画)。树结构可以用分形方法制作,这里就不举例了。

优化设计

优化设计包括很多方面,包括上述面板的优化和面板成员的标准化。例如,扎哈·哈迪德的最终作品《澳门木凡士酒店》,在不影响大形状的情况下,将双曲曲面优化为单个曲面或平面。下面,小编就简单做一个六边形面板优化案例,将双曲面优化成平面六边形面板。同时还附有标准化杆长(红趋绿,长度收敛)的案例,让大家对这种优化设计有一个直观的认识。

物理实验模拟

GH还可以结合袋鼠等一些插件来模拟一些物理现象。小编之前做过一个有趣的实验:液体聚变的模拟,如下动画所示。

其他

GH能做的事情远不止列出来的,比如做一些力学分析、画大数据分析图等等。以上只是小编熟悉的一些案例,供刚接触过或没有接触过的读者使用。暴露于参数化。一点点信息。希望大家能够对参数有一个基本的了解。

另外,小编还在不断探索和学习的过程中。以上内容如有不当之处,敬请指正并原谅。同时,文中的动画图片均为小编自绘。图片来自百度图片。侵权将立即删除。

 
打赏
 
更多>同类资讯

推荐热播视讯

推荐视频

    Copyright © 2017-2021  二手钢结构网  版权所有  
    Powered By DESTOON 鄂ICP备2025106939号-1