[发明专利]一种幕墙门套与玻璃雨蓬组合结构的设计方法及系统

说明书

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种幕墙门套与玻璃雨蓬组合结构的设计方法及系统，具体为：对幕墙门套与玻璃雨蓬组合的三维模型进行流场分析获得不同的风速作用下的表面风压分布；计算三维模型中玻璃雨蓬及其支撑龙骨连接的区域有交集的网格记为支承网格的支承容忍度；去除三维模型中的支撑龙骨并对三维模型中各个脆化位置进行结构补强。通过计算机辅助进行无龙骨雨蓬设计，在保证结构强度和安全的前提下，去除小雨蓬龙骨。使小玻璃雨蓬整体通透，整体外观协调；由于无龙骨使玻璃无需开孔、施工效率高，将玻璃通透、简洁性的特质充分呈现，使得建筑雨蓬具有全新现代感。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种幕墙门套与玻璃雨蓬组合结构的设计方法及系统。

背景技术

常见的室外雨蓬，因使用环境、档次及结构安全设计考虑，只能采用支撑钢结构满足设计安全要求。支撑结构钢龙骨对玻璃雨蓬的通透性以及建筑外立面整体效果的协调性均影响较大。由于常见的室外雨蓬结构均采用钢龙骨支撑结构，龙骨上面采用隐框玻璃幕墙板块或采用点支承设计形式。存在问题：1、采用隐框玻璃板块的结构密封胶需在加工厂场内生产，需静止养护，生产周期长，维护成本高；2、采用点支承设计，玻璃需要钻孔，开孔玻璃容易应力集中破裂，维护成本有些高。3、钢架安装、制作及防腐需要工厂生产和二次材料运输。4、玻璃正常使用下雨后尘土粘附容易在玻璃表面，玻璃设计坡度小，玻璃自重变形积水，严重影响建筑观感。5、雨蓬受龙骨的遮挡，玻璃的通透性差，对建筑整体使用效果的协调性影响较大，现有的设计方法难以解决上述问题，并且，常规室外小雨棚，采用常规的设计限制，无法优化龙骨构造，如果减少龙骨则无法保证结构强度，致使室外小雨棚均有支撑龙骨，雨棚龙骨严重影响雨棚玻璃的通透性，影响室外整体效果的协调性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种幕墙门套与玻璃雨蓬组合结构的设计方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种幕墙门套与玻璃雨蓬组合结构的设计方法，所述方法包括以下步骤：

S100，创建三维模型，所述三维模型包括玻璃雨蓬及其支撑龙骨的三维模型；

S200，将所述三维模型进行网格划分为多个网格，并在不同的风速条件下对三维模型进行流场分析获得不同的风速作用下的表面风压分布；

S300，将与三维模型中玻璃雨蓬及其支撑龙骨连接的区域有交集的网格记为支承网格，依次计算不同的风速作用下的表面风压分布下各个支承网格的支承容忍度；

S400，筛选出支承容忍度出现结构强度脆化的支承网格记为脆化位置；

S500，去除三维模型中的支撑龙骨，并通过三维网格补洞算法对三维模型中去除支撑龙骨后的缺口进行补洞；

S600，对三维模型中各个脆化位置进行结构补强操作从而获得去除支撑龙骨后的玻璃雨蓬的三维模型。

进一步地，在S100中，所述三维模型还包括幕墙门套的三维模型，通过3DS MAX软件或者SolidWorks软件创建三维模型，或者，通过三维扫描仪对幕墙门套、玻璃雨蓬及其支撑龙骨进行扫描从而创建三维模型。

进一步地，在S200中，在不同的风速条件下对三维模型进行流场分析获得不同的风速作用下的表面风压分布的方法为：将三维模型导入CFD软件或者有限元分析软件中，设定风速边界条件、设置材料参数、几何属性，通过CAARC标准模型的试验结果作为流场分析的对照数据，以诺应力模型、曼恩湍流模型或者RNG k-epsilon模型构建三维模型的载荷模型，对载荷模型进行流场分析得出三维模型的迎风面和背风面（背风面是远离来风方向的一面或背风的一边；迎风面是面对来风方向的方向）的表面风压分布。其中，风速边界条件为2m/s到40m/s的风速。

优选地，风速边界条件为风速2m/s到40m/s中随机选取的多个风速，其中各个风速按照升序排列。