基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，包括采集已知柱的信息，建立基于柱的梁系統(tǒng)的模型，根據(jù)上述的梁系統(tǒng)模型確定完成整體建筑物模型，根據(jù)上述的整體建筑物模型得出施工圖紙用于指導(dǎo)施工，最終得到完整的建筑物實(shí)體。采用本發(fā)明建造的建筑物實(shí)體與采用傳統(tǒng)的方法建造的建筑實(shí)體相比較，在施工過(guò)程中有效的避免了返工，工期大大縮短、可以有效的控制施工成本、并且其建筑物結(jié)構(gòu)更加合理，每一根梁都具有均分載荷的功能，使得其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，具有額外的一些抗震能力。
【專利說(shuō)明】基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑計(jì)算機(jī)相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)自動(dòng)布置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市建筑物已經(jīng)成為城市建設(shè)不可分割的部分。通俗的講，城市建設(shè)就是建筑物的建設(shè)，包括辦公樓、商店、旅館、影劇院、體育館、展覽館、學(xué)校、醫(yī)院、住宅等。所以這些建筑物的設(shè)計(jì)就成為了一項(xiàng)龐大而艱巨的任務(wù)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)高效的完成這些建筑物的前期設(shè)計(jì)工作已成為事實(shí)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展人們從最初二維的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)逐漸轉(zhuǎn)向三維可視化的模型設(shè)計(jì)。這就使得設(shè)計(jì)人員面臨著大量的三維建模工作。所謂三維建模，就是利用三維數(shù)據(jù)將現(xiàn)實(shí)中的三維物體或場(chǎng)景在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行重建，最終實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上模擬出真實(shí)的三維物體或場(chǎng)景。而三維數(shù)據(jù)、記錄了有限體表面在離散點(diǎn)上的各種物理參量。它包括的最基本的信息是物體的各離散點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其它的可以包括物體表面的顏色、透明度、紋理特征等等。
[0003]對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)在建模過(guò)程中對(duì)所建模型的質(zhì)量要求也是極高的，因?yàn)槟Ｐ蛯⒂糜谏墒┕D紙來(lái)指導(dǎo)后續(xù)的施工。所以可以這樣理解，模型設(shè)計(jì)將直接決定了建筑工程的成敗。一個(gè)好的模型可以減少工程的返工次數(shù)從而提高施工效率、節(jié)約施工成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年由于設(shè)計(jì)失誤而反工的工程項(xiàng)目占總數(shù)的三分之一以上，浪費(fèi)的資金在10億以上?？梢韵胂筮@是對(duì)人力、物力的一項(xiàng)巨大浪費(fèi)。
[0004]在以建筑信息模型(BM)思想為基礎(chǔ)的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)中，三維模型的創(chuàng)建過(guò)程要求建模人員盡可能的將模型真實(shí)化，參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。在建筑領(lǐng)域，三維模型的快速、準(zhǔn)確的建立，能夠提高建模人員的效率，保證建模的質(zhì)量。這對(duì)于減輕建模人員的勞動(dòng)、減少對(duì)建模經(jīng)費(fèi)的投資、對(duì)于保證工程的順利施、減少施工中返工的次數(shù)工等都有著重要的意義。
[0005]快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)梁系統(tǒng)的自動(dòng)布置對(duì)于建筑領(lǐng)域中三維模型的快速建立起著重要的作用。傳統(tǒng)的三維建模中梁的設(shè)計(jì)是建模人員一點(diǎn)一滴的搭建完成的，這樣做的缺點(diǎn)是建模效率低、模型的質(zhì)量難以保證。例如，梁的最高使用效率是均分載荷，這就要求我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)梁上搭建連系梁時(shí)，連系梁將結(jié)構(gòu)梁等分，傳統(tǒng)的方法很難保證這一點(diǎn)。結(jié)構(gòu)梁是指具有特定結(jié)構(gòu)的梁構(gòu)件，是指直接搭建在柱系統(tǒng)上用來(lái)承受較大載荷的建筑梁；連系梁是指連系結(jié)構(gòu)梁的系梁，連系梁主要起連接的作用，以增大建筑物剛度，連系來(lái)那個(gè)出承受自身重力載荷及上部隔墻載荷作用外，不在承受其他載荷作用。實(shí)現(xiàn)基于三維設(shè)計(jì)平臺(tái)的梁系統(tǒng)自動(dòng)布置將對(duì)提高設(shè)計(jì)效率、設(shè)計(jì)質(zhì)量，以及解放設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)力，使其從事更高級(jí)的勞動(dòng)有著重要的意義，同時(shí)也是完善三維設(shè)計(jì)平臺(tái)的一個(gè)重要步驟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)自動(dòng)布置方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的建模效率低、模型質(zhì)量難以保證、工程施工時(shí)的返工次數(shù)多，施工時(shí)間長(zhǎng)，施工效率低，施工成本高的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于柱的建筑物的建模方法，具體按照如下步驟實(shí)施:
[0008]步驟1、采集已知柱系統(tǒng)的信息；
[0009]步驟2、建立基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)的模型；
[0010]步驟3、根據(jù)上述的梁系統(tǒng)模型確定完成整體建筑物模型，；
[0011]步驟4、根據(jù)上述的整體建筑物模型得出施工圖紙用于指導(dǎo)施工，最終得到完整的建筑物實(shí)體。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0013]建筑物是三層以上的建筑物。
[0014]步驟I中的采集已知柱系統(tǒng)的信息具體按照以下步驟實(shí)施:
[0015]基于所要建設(shè)的建筑物，設(shè)計(jì)出關(guān)于該建筑物的柱系統(tǒng)的三維模型，所述的柱系統(tǒng)為M*N的矩陣，其中，M、N均為正整數(shù)，采集該柱系統(tǒng)模型中任意一根柱b的信息，其中，1、j 為正整數(shù)，記上表面的四個(gè)頂點(diǎn)分別為 Pijl (Pijlx, Pijly, Pijlz)、Pij2(Pij2x，Pij2y, Pij2z)、
Pij3 (Pij3x，Pij3y，Pij3z^、j4 (Pij4x，Pij4y，Pij4z) °
[0016]步驟2中 的建立基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)的模型，具體按照以下步驟實(shí)施:
[0017]步驟2.1、確定任一根柱上表面的中點(diǎn)的位置坐標(biāo)；
[0018]根據(jù)已知柱的頂點(diǎn)位置P1 (Plx，Ply, Plz)、P4(P4x，P4y, P4J確定該柱的上表面中心點(diǎn)
位置 Pijtl (P ijOx，PijOyJ PjiOz) *
【權(quán)利要求】
1.一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，其特征在于，具體按照如下步驟實(shí)施: 步驟1、采集已知柱系統(tǒng)的信息； 步驟2、建立基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)的模型； 步驟3、根據(jù)上述的梁系統(tǒng)模型確定完成整體建筑物模型，； 步驟4、根據(jù)上述的整體建筑物模型得出施工圖紙用于指導(dǎo)施工，最終得到完整的建筑物實(shí)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，其特征在于，所述的建筑物是三層以上的建筑物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，其特征在于，所述的步驟I中的采集已知柱系統(tǒng)的信息具體按照以下步驟實(shí)施: 基于所要建設(shè)的建筑物，設(shè)計(jì)出關(guān)于該建筑物的柱系統(tǒng)的三維模型，所述的柱系統(tǒng)為M*N的矩陣，其中，M、N均為正整數(shù)，采集該柱系統(tǒng)模型中任意一根柱h的信息，其中，1、j 為正整數(shù)，記上表面的四個(gè)頂點(diǎn)分別為 Pijl (Pijlx, Pijly, Pijlz)、Pij2(Pij2x，Pij2y, Pij2z)、
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，其特征在于，所述的步驟2中的建立基于柱系統(tǒng)的梁系統(tǒng)的模型，具體按照以下步驟實(shí)施: 步驟2.1、確定任一根柱上表面的中點(diǎn)的位置坐標(biāo)； 根據(jù)已知柱的頂點(diǎn)位置P1 (Plx, Piy, Piz)、P4 (p4x, P4y> P4J確定該柱的上表面中心點(diǎn)位置
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于柱系統(tǒng)的建筑物的建模方法，其特征在于，所述的步驟3中的確定完成整體建筑物模型，具體按照如下步驟實(shí)施: 根據(jù)已有的梁系統(tǒng)模型，在梁與梁之間搭建樓板；在必要的地方添加樓梯、門、窗等附加設(shè)備，來(lái)完成整體建筑物`模型的建立。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103489217SQ201310416562
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】金海燕, 張慶龍, 黑新宏, 趙欽, 馬維綱, 王磊, 張 成 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)