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标题: 借助Grasshopper和Tekla构建一个在巴黎的人行天桥 [打印本页]

作者: 青雲 时间: 2016-4-24 18:48
标题: 借助Grasshopper和Tekla构建一个在巴黎的人行天桥
本帖最后由青雲于 2016-4-24 19:27 编辑

英文原文轉載自 designplaygrounds

原作者 ThinkParametric

翻譯：qingyun

由于字符限制，原文发表不完整，我就将英文删除了，附上中英对译的链接：

http://mp.weixin.qq.com/s__biz=MzAwOTM1NTY5OA==&mid=503414086&idx=1&sn=c2d83baf43422d929b854893c1a062f1#rd

人行天桥渲染图

接下来我们会展示在实际项目中使用的计算工具，这次，我们有DVVD的建筑师的在ZAC Claude Bernard的设计，完整的分解了工作流程和设计中的策略，优化和建设人行天桥。

Azhar Khan与我们分享他与他的团队是如何一起在ELIOTH担任这个项目的顾问，并引导您在整个过程中他们不得不解决的问题。

介绍一下 Azhar Khan：

对于大多数学生和建筑公司,在设计的前期犀牛扮演了一个重要的角色，我们可以利用犀牛快速的完善我们的想法和测试多次的迭代，添加Grasshopper去做这些你会有一个直观的可视化的编程环境，让您具有更大的灵活性。如果你像我这样在公司一直使用Grasshopper，那么你就很有可能在项目的一开始就使用它，找到了加工的几何形体，在犀牛中进一步完善它，然后把它传送到CAD或Revit中得到最终的图纸。

这个工作的流程是典型的犀牛模型来生成一个3D的图纸，但是也只能做到这里，最后需要在AutoCAD中清理，生成“真正”的图纸。

所以当有机会在Grasshopper中处理完整桥梁的细节，我就跳了出来，我很想看看能否只使用RHINO和Grasshopper就可以把一个项目从概念一直做到最后的施工图纸。最后，我们能够使用Grasshopper检查碰撞和距离，优化形体，每个节点的细节，产生一个足够全面的模型（下到螺栓），作为我们图纸的来源（在Tekla的帮助下）！

项目背景

这一切如果没有DVVD的建筑师和他们的设计，就不可能有ZAC Claude Bernard的人行天桥。我们公司担任顾问，主要是为团队解决几何问题，并帮助生产图纸，尤其是钢结构的图纸。

该项目是一个人行天桥，首先我相信它会穿过过Peripherique大道，即环绕巴黎城的圆形高速公路。它连接城市 Aubervilliers以北的地区，那里最近进行了一些重大的革新。

我很幸运能够参加这一类的项目，人行天桥成功的连接可能进一步促进城郊的发展。

人行天桥渲染图

人行天桥结构

一些挑战从一开始就摆在我们面前。从天桥的起点到终点都是自然扭曲的，而且不对称。天桥的截面不断的变化，这意味着平台的每个构件的维度都是独一无二的。此外，当你穿过天桥，没有任何部分的两个构件是平行的，因此，表面不是固有的平面模式。

人行天桥的整体造型是锁定的，因此不会被修改。怎样修改某些关节和构件的尺寸/形状的样式。如果通过手工完成如此大规模加，减元素更改将是巨大的任务。团队要求建立一个表示天桥主要元素的Grasshopper模型。

利用Grasshopper创建的Rhino模型

我把从建筑师那获得的犀牛模型作为基础模型抓进Grasshopper空间作为参照形体。该模型包括定义了结构的桁架和代表人行桥划分线条的六个自由曲线。特写的横截面显示了人行桥的建筑意图,一对三角形的钢桁架支撑中间的平台,桁架都覆盖上了窄木条。

最初的Grasshopper模型

我们能够接受几何形体和建造一个主体钢结构简单的天桥模型。很明显,有几个问题需要解决。

1）平板化：从经济的角度来看，，我们使用的所有平台和覆盖面只包含平面面板是很重要的。这不是传统的建筑设计，我们使用Grasshopper优化每一段的桥梁的工作表面使其最接近平面（依次完善工作平面,边线和中心点）。

2）接缝处的变化：由于桥形体的不断变化导甲板结构相交于每段的桁架结构的不同部分。这些连接会根据他们的相对位置采取不同形式，我们需要设计一个特有的自动应用来更新天桥的细节，以适应不断变化的形体。

3）合理化：这座桥的生成形式是通过一组6根的自由曲线来生成的。为了制作这个桁架，我们就必须使这些曲线变得合理。

4）图纸：最后，即使我们能够生成足够详细的天桥的模型，我们又将如何从他们身上得到图纸？使用Rhino？输出到CAD？我相信Grasshopper能有效地解决所有的这些问题，我后面会得到它，除了最后一个。

模型深入

Grasshopper脚本的成长使我们可以在参数化的逻辑中模拟更多的元素。我们在一个阶段中可以根据需要改变元素剖面图，为每个节点创建自定义接头，检查构件之间的碰撞。我们甚至创建了一个算法，读取从GSA中导出的DWG文件（工程师使用结构分析程序）并直接使用工程剖面图到我们的Grasshopper的模型中。这样工程团队的任何变化都可以在我们的模型中进行快速、准确的反映。

从线框模型中深化钢和木构件

组织策略随着项目需求的增加，组织模型深入到凹槽处、段数、构件等。

弧度的合理化

我们的挑战之一是寻找一种方法来制造作一个跟随自由形式的3d几何桁架。最初的意图是把曲线转化为多段线建造出来，但这意味着需要使用大量的焊接。有人建议使用简单的弧线来构建曲线，我被要求开发一种算法为每个自由曲线找到最小最适合的弧线，以减少焊缝和简化施工。

我用Grasshopper自带的渐进求解程序--Galapagos模块去实现这个目标。每个曲线被分解成较小的部分，并转换为圆弧。对弧和原始曲线之间的偏差进行测定，而Galapagos的工作就是为每个桁架进行最优弧的匹配。

視頻：http://v.qq.com/page/e/f/q/e0194uf82fq.html

最初的意图是将曲线拆分成直线焊接在一起（如上图）

为了有效的利用项目，我们为每条曲线创立最佳拟合的圆弧和最少的焊接次数（如下图）(图片来自Elioth)

箱体截面优化

您可能会注意到从上图中的桁架似乎不完整的，每个桁架似乎有部分缺失。这是因为靠近桁架两端的构件都非常接近，它们合并成一个方管截面。方管截面实质上是一个包括其他部分片段的放样曲面，从而形成了一个双重曲面,再次给建造提出了一个挑战。

为了使体积合理的成为一组平面我再次用 Galapagos 。盒子体积是由一系列不同的尺寸和角度的三角形组成的。当时的想法是选择一个三角形把它复制到其他部分的位置。然后，我们调整这些部分比例以最佳的匹配原始三角形并重新创建一个放样曲面。这种曲面现在由平面组成，因为它是从相似三角形放样生成的曲面。为了找到合适的部分复制和正确的缩放值，我们对每边各有桁架进行了 Galapagos的运算。

从这里开始，后面正文删了很多，这样字符勉强够，大家可以在上面点击原文阅读

視頻：iphttp://v.qq.com/page/l/3/a/l0194r2my3a.html