[发明专利]BIM建模在异形曲面结构形体设计建造中的使用方法

权利要求书

1.一种BIM建模在异形曲面结构形体设计建造中的使用方法；其特征是：包括

步骤1、针对项目特点进行前期准备：根据对待建异形曲面结构形体特点的了解，筛选合理的BIM应用软件工具Rhino及grasshopper进行参数化设计，其中，利用Rhino软件在前期进行试验，针对异形曲面结构形体的夹具进行智能编号，加工、安装定位、扫描矫正，材料量的统计，三维坐标数据的提取、管道构件碰撞检查即可视化方案演示方面的应用经验总结，再结合施工现场的实际需求，归纳总结为正式异形曲面结构形体的BIM技术实施方案，有效配合异形曲面结构形体的施工；

步骤2、对于原设计图纸查缺补漏，简化、优化图纸：根据异形曲面结构形体原设计的设计意图，通过与设计方沟通后充分理解图纸设计思路与脉络，抓住设计原理性；对整体的异形曲面结构形体图纸进行系统检查并简化，去除类似标注，无用线条，赘述文字这些BIM深化设计用不到的信息，只保留异形曲面结构形体的每个截面的支撑骨架线条，管道截面信息，定位所需的线条、特征点信息，避免后面导入到Rhino中影响运算器对所需信息的读取的准确性；把简化后的图纸导入Rhino中并进一步进行拍平，查重，拆分处理，使导入的图纸信息更加具有唯一性，准确性；最后把导入的图纸按照在赛道中不同结构作用，不同作用类型的原则进行归类分组，重新定义新的图层；这样便于后面grasshopper运算器分类，分功能读取；

步骤3、grasshopper运算器中参数化程序的搭建：在充分理解原设计的设计思路和意图，同时不改变原设计的系统原理的原则下，以设计目标为导向，进行参数化运算器程序的搭建：

步骤3.1、利用读取类型的运算器对导入到Rhino软件中的图纸线条信息、图层信息进行读取，标高信息的输入；

步骤3.2、通过计算类型的运算器组对读取的信息进行计算，通过线条的拟合，剪切，分组，排序，组合，数学的四则混合运算，函数运算，几何运算等计算方法并把计算好的信息传递给下一步；

步骤3.3、通过接收类型的运算器把上一步的计算结果进行整理、分组、优化；经过上一步骤的计算已经得到目标构件的外形轮廓并已经自动化标注好尺寸信息，同时得到构件的长度，体积，重量信息，三维空间特征点的坐标数据，这个阶段同时还得到三维空间虚拟模型，包含夹具，管道，混凝土表皮等可视化模型；

步骤3.4、通过输出类型的运算器组对已经计算好的结果进行输出，坐标数据自动化导出到excel表格中，构件的外形轮廓导出生成dwg图纸中，三维空间虚拟模型成型于Rhino软件中；

步骤3.5、经过以上四个步骤，再次通过改变输入端、读取端的基础数据信息，可以对新的输入数据进行自动化计算，这样就自动化完成新的一轮内部计算及成果输出，以达到另外一组全新的坐标数据、图纸、虚拟模型；

步骤4、参数化生成夹具，管道：把导入到Rhino软件中的有用信息，经过grasshopper一系列的运算器运算，自动化达到所需目标结果，包括三维坐标数据、平面尺寸信息以及图纸，因为是BIM技术在电脑中演化的结果，把输出的电子版图纸用于预制加工，利用激光切割技术，一体成型所需的结构件即夹具，根据导出的平面尺寸信息对加工后的结构件进行复核，保证其制作精细化；由于管道体量巨大，类型多，如蒸发排管、主管、集管、阀站连接管且不同类型工艺要求不同，各关键节点连接复杂，管道排布非常紧密，仅90毫米，通过参数化生成三维模型，对管道依次有序编号，排列安装，模拟不同类型管道节点连接，进行可视化三维模型交底，使之安装有序，焊接不返工，保证一次成型，提高施工效率及质量；

步骤5、参数化提取大批量至少70万个的三维空间坐标：异形曲面结构形体对于施工精度要求非常高，允许误差仅±5mm，整个异形曲面结构形体的安装精度控制关键点在于夹具的正确无误安装，通过Rhino与grasshopper参数化建模方式，精准地提取出实地三维空间坐标，对整个异形曲面结构形体进行精准定位；通过提取夹具上特征点的空间坐标信息，做到安装时有据可循，保证每个夹具精准定位；每道工序施工完成后，都要通过实际测量数据比对参数化提取的数据，保证每道工序后赛道的整体精准性；

步骤6、BIM建模的后续应用：空间异形双曲面结构项目经过参数化应用，使得建筑在参数化设计的本质作用下，系统能够自动维护所有的不变参数；得出的所有结果都是带有信息数据的，随时查看电脑中的每个构件，每个定位信息，并且这些构件是带有信息的，包括可以查看某具体编号构件，点击该构件，可以看到该构件的编号信息，名称信息，尺寸信息，地理位置信息、与其他相临构件的位置关系、该构件的质量、体积、表面积等物理属性信息；服务于赛道BIM运维，使得复杂形体的建筑体更具有管理性。