随着时代和(hé)技(jì)术(shù)的发展,设计(jì)方法和设计工具(jù)一直在不断演变,从图板到CAD再到BIM三维设计,带来的(de)是(shì)设计(jì)效率和质(zhì)量(liàng)的显著提升。BIM技(jì)术已(yǐ)经发展多(duō)年,软件、工具以及插件不计其数,但始终没(méi)能替代(dài)掉设计师手上(shàng)的二维(wéi)软件,这是(shì)为什么呢?究其根本还是投入回报的问题,并且(qiě)在一定(dìng)程(chéng)度上还存在着BIM设计拖慢设计效率的问(wèn)题。
计算设计(Computational Design),是指将计算机技术(shù)运(yùn)用(yòng)到设计中去,利(lì)用逻辑关系去(qù)指导计算机(jī)进行设(shè)计建模。举(jǔ)个(gè)简单的例子(zǐ),画一条直线用通常的(de)办法就是将两点(diǎn)连接起(qǐ)来,但是(shì)用计算设计的思路(lù)则是先定(dìng)义坐标系、点的坐标,然(rán)后(hòu)通过指令来(lái)绘制(zhì)直(zhí)线。这(zhè)对于简单的建(jiàn)筑可能意义不大(dà),但(dàn)是对于复杂的造型设(shè)计以(yǐ)及重复(fù)性的模块化(huà)设计(jì),计算设(shè)计的应用将带来(lái)极高的价(jià)值(zhí),近年来这种设计思(sī)路(lù)和方(fāng)法(fǎ)越来越多的被用于土木工(gōng)程(chéng)设计领域。
达索系统一(yī)系列的(de)解决(jué)方案可(kě)以实现从概念设计到(dào)制造加工的数字(zì)连续性,方案设计数据能与客户端(duān)无缝衔接,便于后期进一步深(shēn)化设计。模(mó)型(xíng)数据相互约束,一处修(xiū)改,则(zé)其(qí)他关联部(bù)分自(zì)动调整,当遇到变更时只需调整参数(shù),即可完成设计变更的修改。
下面将(jiāng)我们通过两(liǎng)个例子来演示达索系统(tǒng)计算设计带来的(de)新(xīn)体验。
桥梁设计
1. 确(què)定(dìng)桥(qiáo)梁骨架线,调整跨数、箱(xiāng)梁单元截面、支(zhī)撑类型等参数,通过计(jì)算即可自动生成桥梁的初步模型。
图(tú)1. 指定起点、终点和骨架线,设置关(guān)键参数,生成桥体(tǐ)
图2. 调(diào)整桥梁的关(guān)键参数如支撑数、桥(qiáo)跨参数等
2. 载入(rù)在达索创成(chéng)式设(shè)计中设计好的桥跨的形式,自(zì)动应用至整个桥梁模型。
图3. 载入创成(chéng)式设计功(gōng)能中设计好的桥跨曲率,替换桥体(tǐ)模型
图4. 根据(jù)桥跨曲线自动生(shēng)成每段箱梁单元模型
3. 基于(yú)已创建的(de)钢筋模板进一步深化(huà),替换箱梁单(dān)元的钢筋模型,改变LOD深度。
图5. 选择预设的箱梁单元模板
图6. 应用模板自(zì)适应深化箱(xiāng)梁单元模型,生成(chéng)钢筋(jīn)模型
4. 二次调整桥跨(kuà)曲线形式,所有箱梁单元自(zì)适应调整,同(tóng)时钢筋(jīn)也将自动(dòng)调整
图7. 变更(gèng)箱梁截面形式后(hòu),关联的钢筋模(mó)型自动计算
图8. 计算完成,生成(chéng)新(xīn)的(de)钢筋模型
通过(guò)这个简单的示(shì)例,我们(men)看到传统建模过(guò)程中繁琐而又重复的劳动,都可以通(tōng)过(guò)达索系统计算设计(jì)功能来避免(miǎn),设计师的工作将更多的体现在(zài)设计上,而不是在建模上,因为大部分的建模工作已经交给了运算性能更高(gāo)的计算机来完成。
建筑设计
1. 绘制(zhì)控制曲线,借助参(cān)数(shù)调整来快速地生成初步的建筑模(mó)型(xíng)
图9. 控制曲线和参(cān)数设置完成后实时运(yùn)算,绘(huì)制曲面(miàn)
图10. 通过参数(shù)或者交互式拖拽的方式快速调整建筑造型
2. 划分楼层和(hé)空间单元,进(jìn)行空间规划,同时参数化生成外立面和幕墙形式
图11. 划分楼层
图12. 创建空间并复制
图13. 通过参数调整来(lái)更新面(miàn)板形(xíng)式,生成外立面
图14. 通过骨架线和参(cān)数调整(zhěng)来生成(chéng)幕墙(qiáng)形式
3. 进一步深化空间单元模型,参数化复制到其他建筑空间
图15. 将设(shè)计好的(de)房间单元一键自适(shì)应(yīng)至其他单元
4. 创成式幕墙造型设计,无缝对接幕墙单元深(shēn)化,实现从(cóng)概念到生产数据的(de)演进式深(shēn)化
图16. 通过逻辑(jí)计算生成任意复杂度的幕墙造型
5. 套用玻璃单元模块,参数化自适应替换所有的幕墙模型至加工工艺级别(bié)深度
图17. 深化(huà)幕墙(qiáng)单元细节,并设置参(cān)数化关(guān)联
图18. 通过运算,自适配(pèi)并更新所有幕墙单(dān)元至生(shēng)产加工级(jí)别模型
图19. 幕墙连接(jiē)处细节,自动生成高精度加工级模型(xíng)
6. 集成地(dì)形数据(jù),进行建筑的综合分(fèn)析(xī),如日照、噪声、气流等,全面提(tí)升设计性能
图(tú)20. 选取地图数据,导入达(dá)索(suǒ)系统
图21. 在(zài)集成的(de)地形数(shù)据中进行日照及室内光(guāng)线模拟
以上是一个(gè)建筑项目从概念到深化设计(jì)的过程演示(shì),达索系(xì)统计算设计提供了一种高效的(de)工(gōng)具,让设计师可以尽可能早期的看到更多的设计细节,这样(yàng)有利于对(duì)更多(duō)种设计方案(àn)的探索,同时(shí)也能缩短设(shè)计周期。将设(shè)计师从复杂的建(jiàn)模工作中解放出(chū)来,从(cóng)而将更多的精力投入(rù)到创造更高质量的建筑中(zhōng)去。
总结(jié)
达索系统起源于制造业,先进的(de)3D体(tǐ)验平台和设计软件已经(jīng)广泛应(yīng)用于飞机、轮船、汽车制造业等领域,并且在这些(xiē)领域已经帮助(zhù)很多客户实(shí)现(xiàn)了以三维模型为(wéi)主的正向(xiàng)设计,同时设计(jì)模型也应(yīng)用在了产(chǎn)品的全生(shēng)命周期,发挥了模(mó)型应(yīng)用的巨大(dà)价值(zhí)。
目前在土木、建(jiàn)筑领(lǐng)域目(mù)前仍然是二维设计为主(zhǔ),三维(wéi)设计(jì)为辅,达(dá)索(suǒ)系统借鉴制造业的设计(jì)经验为该(gāi)领域提供了一整套的解决方案(àn),其设计解决方案覆盖了从规划(huá)、方案、深化、制造、安装、施(shī)工到运(yùn)维的全生命(mìng)周期的模(mó)型及(jí)数(shù)据需求,先进的技(jì)术方案能极大(dà)地提高正向设计的可行性、效率以及(jí)模(mó)型的(de)后(hòu)续应用价值。
达索系统(tǒng)的设(shè)计解决方案,如今(jīn)在(zài)一些大(dà)型复杂建筑、水利水电、铁路、市政(zhèng)工等(děng)领域(yù)已经得到了全(quán)面的(de)验证,并获取了行业(yè)很(hěn)高的评(píng)价(jià)和认可。计算(suàn)设(shè)计、创成(chéng)式设计、骨架(jià)线、参(cān)数化设计、自动化设计等一(yī)系列(liè)创新技(jì)术,将带来设计(jì)行业(yè)的全新体验。达(dá)索系统期待与您(nín)一(yī)起在BIM正向设(shè)计(jì)领域进行探索、开拓、创新并创造更多的价值。
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