深圳湾体育中心屋面工程的三维建模与分析.doc

深圳湾体育中心屋面工程的三维建模与分析
本文根据工程实际情况,充分分析了不同功能部分的结构,针对各自的特点介绍了各功能部分的三维建模方法,注意事项以及一些建模技巧。


本工程为大型空间结构,由主体钢结构和屋面幕墙系统组成,其造型复杂,形状犹如“春茧”,整个屋面总体分为不透光系统和半透光系统,每个系统均有上层装饰铝板、中间铝板与玻璃组合防水层、吊顶装饰铝板层三层结构组成,整体形状为不规则弧形,屋面分格为4mx4m分大、中、小不同孔洞组成,其结构的不规则要求对每个孔洞进行清晰的三维建模,考虑到建模的复杂型,本次采用犀牛软件进行分析与建模。

不透光部分分上层装饰铝板层、中间铝板防水层、吊顶装饰铝板层,分格为4mx4m,上层装饰层和吊顶装饰层每大分格再分成8个小分格,中间层分成4个小分格。在对这一部分建模过程中,只针对其装饰面板进行建模与分析,其中间防水层及吊顶装饰面层的建模与半透光的方法一致,二者区别只是材料的应用不同。


以各分格单元作为分析对象,上层装饰面为弧形曲面,对整个屋面进行半径检测,在划分了各小单元后,圆弧面可简化为平面建模。对于可简化的曲面要确定四个角点固然比较容易,要确定简化后曲面的高点却不是件容易的是,经分析和验证我们确定:以空间单元四个角点为基础建立两条对角线;以其公共垂直线较高的点作为简化后分格单元的高点。
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,并连接单元边线的中点与高点,完成上层装饰面板的8个分平面;
,在对胶缝建模的过程中需要注意的是您需要变换八次坐标以定义不同的工作平面,在三维空间里,虽然其视角是立体的,但我们的操作仍然是在一个二维平面完成,在此单元中8个面是互成角度的平面,因此胶缝的偏移需要定义各自的工作平面;

半透光部分分上层装饰铝板层、中间铝板防水层、吊顶装饰铝板层分格为4mx4m,上层装饰层和吊顶装饰层中间开大、中、小三种空洞,每大分格再分成8个小分格,中间层由铝板和玻璃组成防水层,玻璃具有采光作用,构造为点驳接。对于这部分的建模难点和重点是面层装饰板和吊顶装饰板中洞口的建模以及玻璃拉索支撑点和中心筒的建模,这里建模大量运用到了面面相交,面线相交的实体建模,对于复杂模型的建模采用实体编辑功能是非常方便和直观的。
,其难点在于中间空洞边界的确定,这需要借助中防水层的模型加以关联。
:中间防水层的组成由玻璃和铝板胶缝打胶组成防水系统,同一单元的防水层在同一平面,而相邻单元之间的防水层是错开的,交错点在接近各临边中点的位置。
,将坐标定义到此曲面,此时的坐标面为四个角点的中间平面, 经验证该平面到四点的距离绝对值是相等的,
,得到中间防水层面;

,将单元边界
线投影到该平面, 建立中间层投影线。
(大洞