CN111724476A - 一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：它包括以下步骤：(1)利用Dynamo的Python script节点，编写Python码，所述Python码是根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，并利用分段函数表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线；(2)对Python脚本中定义的变量赋值，并获取若干个横截面轮廓；(3)利用Solid ByLoft节点将得到的横截面放样创建异形桥墩实体；(4)利用ImportInstance ByGeometry节点，将Dynamo模型输出至Revit中。该方法程序更加简洁、建模效率更高。

Description

一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法
技术领域
本发明涉及异形构件建模技术领域，具体涉及一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法。
背景技术
BIM(Building Information Modeling)技术是基于先进三维数字设计解决方案所构建的可视化数字建筑模型，应用于桥梁、隧道、建筑工程的各个阶段，可以快速建模、模型计算、图纸输出、工程量统计、协同设计、数字信息化施工、施工模拟等。Dynamo是参数化建筑设计软件中的一种高效的计算机辅助设计工具，是基于Autodesk Dynamo信息管理平台的开源式插件。它是通过计算式设计方法和可视化编程语言，针对某个问题在工作界面连接预定义的节点设置一套循序渐进的程序流，通过输入、处理和输出的基本逻辑解决问题。
现阶段建筑行业的信息化程度还很落后，Dynamo等可视化编程的出现也只是在一定程度上推进和优化了建模手段，可是当Dynamo用到一定的深度以后，会发现节点太多，管理起来不方便，有些功能用节点并不能实现。因此单纯采用Dynamo实际上还存在着许多的局限性。而Python是一种跨平台的计算机程序设计语言，是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言，它除了可以实现节点的功能外，还能引入第三方函数，大大增加了参数化设计的方便性，被广泛应用于Web开发、科学计算与统计、人工智能、软件开发、后端开发、网络爬虫等方面。因此在Dynamo中引入Python编程，会使程序更加简洁、建模效率更高，而目前还未针对异形桥墩设计一种基于Dynamo与Python的快速建模方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种程序更加简洁、建模效率更高的基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法。
本发明的技术解决方案是：一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)利用Dynamo的Python script节点，编写Python码，所述Python码是根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，并利用分段函数表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线，计算轮廓曲线之间的相对位置关系；
(2)利用Dynamo的相应节点，输入异形桥墩相关参数对Python脚本中定义的变量赋值，
同时根据步骤(1)中已经得到的轮廓曲线以及轮廓曲线之间的相对位置关系，沿高度方向等间距取点，获取到横截面上各点的坐标，并将同一高度的点连接得到若干个横截面轮廓；
(3)利用Dynamo中的Solid ByLoft节点将得到的横截面放样创建异形桥墩实体；
(4)利用Dynamo中的ImportInstance ByGeometry节点，将Dynamo模型输出至Revit中。
采用上述方法后，本发明具有以下优点：
本发明基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，针对表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线的分段函数，采用Python脚本编程代替Dynamo节点形成的复杂的运算逻辑关系，可以大大简化程序，建模效率更高，而且采用Python脚本可方便参数的调节和控制，几乎所有的参数都是可变的，参数修改更灵活方便，并且只要改变Python脚本的相关参数，即可实现同一种异形桥墩的批量建模，而改变Python脚本的相关函数，又可实现不同类型异形桥墩的批量建模，建模效率进一步提高，另外针对其他相对简单的运算逻辑关系，又采用Dynamo节点，使得编程难度较低，操作更方便，很好地实现了可视化，且建模效率进一步提高。
作为优选，所述步骤(2)与步骤(3)之间还包括以下步骤：利用Dynamo的PolyCurveFillet节点，对横截面轮廓进行处理，以获取精确的横截面轮廓。该设置可使建立的Dynamo模型更准确。
作为优选，所述异形桥墩前后两个面是平面，根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，简化为在异形桥墩前后两个面建立两个平面直角坐标系。该设置可针对前后两个面是平面的异形桥墩，将空间直角坐标系简化为平面直角坐标系，使得后续的程序进一步简化，建模效率进一步提高。
作为优选，表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线的分段函数包括下面的直线段和上面的曲线段。该设置可使分段函数简化，进一步使整体程序简化，建模效率提高。
作为优选，所述步骤(2)中在根据已经得到的轮廓曲线以及轮廓曲线之间的相对位置关系，沿高度方向等间距取点时，间距是可调参数。该设置可控制模型精度。
附图说明：
图1为本发明Python script节点的界面；
图2为本发明的Python代码编辑页面；
图3为本发明参数输入界面；
图4为本发明利用节点生成横截面上各点坐标的运算逻辑关系图；
图5为本发明横截面上各点坐标展示图；
图6为本发明PolyCurve Fillet节点的界面；
图7为本发明利用PolyCurve Fillet节点进行处理的运算逻辑关系图；
图8为未采用PolyCurve Fillet节点处理的粗略的横截面轮廓；
图9为采用PolyCurve Fillet节点处理的精确的横截面轮廓；
图10为Solid ByLoft节点的界面；
图11为利用Solid ByLoft节点进行处理的运算逻辑关系图；
图12为放样后的Dynamo模型；
图13为ImportInstance ByGeometry节点的界面；
图14为输出到Revit的模型。
具体实施方式
下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例：
一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，它包括以下步骤：
(1)如图1、图2所示，利用Dynamo的Python script节点，编写Python码，所述Python码是根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，并利用分段函数表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线，计算轮廓曲线之间的相对位置关系，本实施例中，所述异形桥墩前后两个面是平面，因此根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，简化为在异形桥墩前后两个面建立两个平面直角坐标系，这样可以利用前后两个面上各2条外轮廓曲线来表示外轮廓，由于本实施中异形桥墩中间部分内凹，所以还需前后侧各4条内轮廓曲线来表示内轮廓，其中同一侧的2条内轮廓曲线与2条外轮廓曲线位于同一面上，可采用相同的直角坐标系，而另2条内轮廓曲线虽然与相应侧的2条外轮廓曲线不是处于同一面上，但可以通过同一侧的与外轮廓曲线位于同一面上的2条内轮廓曲线平移得到，因此也无需重新再建立额外的平面直角坐标系，因此本实施例一个完整的异形桥墩总共需要12条轮廓曲线，采用前后两个平面直角坐标系即可，表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线的分段函数包括下面的直线段和上面的曲线段，本实施例中计算的轮廓曲线之间的相对位置关系包括同一面上对称的两条外轮廓曲线之间的距离、以及内轮廓曲线之间的距离等，图3中计算截面宽度长度部分中的计算截面外轮廓距离、计算截面内轮廓距离、计算截面横向长度这3个节点框均由Python脚本编写；
(2)如图3所示，利用Dynamo的相应节点，输入异形桥墩相关参数对Python脚本中定义的变量赋值，如图3、图4所示，同时根据步骤(1)中已经得到的轮廓曲线以及轮廓曲线之间的相对位置关系，沿高度方向等间距取点，相当于用每隔一定距离的水平面横切异形桥墩得到水平面与桥墩的轮廓曲线的交点，即获取到横截面上各点的坐标，横截面上各点如图5所示，将同一高度的点连接即得到若干个横截面轮廓，该横截面轮廓为粗略的轮廓，其中间距是可调参数，可以控制模型的精度；
(3)如图6、图7所示，利用Dynamo的PolyCurve Fillet节点，对横截面轮廓进行处理，以获取精确的横截面轮廓，处理过程包括倒角处理以及数据重组，处理后的精确的横截面轮廓与步骤(2)获取的粗略的横截面轮廓的对比，如图8、图9所示，；
(4)如图10、图11所示，利用Dynamo中的Solid ByLoft节点将得到的横截面放样创建异形桥墩实体，放样后的异形桥墩实体如图12所示；
(5)如图13所示，利用Dynamo中的ImportInstance ByGeometry节点，将Dynamo模型输出至Revit中，输出到Revit的模型如图14所示。
本发明基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，针对表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线的分段函数，采用Python脚本编程代替Dynamo节点形成的复杂的运算逻辑关系，可以大大简化程序，建模效率更高，而且采用Python脚本可方便参数的调节和控制，几乎所有的参数都是可变的，参数修改更灵活方便，并且只要改变Python脚本的相关参数，即可实现同一种异形桥墩的批量建模，而改变Python脚本的相关函数，又可实现不同类型异形桥墩的批量建模，建模效率进一步提高，另外针对其他相对简单的运算逻辑关系，又采用Dynamo节点，使得编程难度较低，操作更方便，很好地实现了可视化，且建模效率进一步提高。

Claims (5)

1.一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)利用Dynamo的Python script节点，编写Python码，所述Python码是根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，并利用分段函数表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线，计算轮廓曲线之间的相对位置关系；
(2)利用Dynamo的相应节点，输入异形桥墩相关参数对Python脚本中定义的变量赋值，同时根据步骤(1)中已经得到的轮廓曲线以及轮廓曲线之间的相对位置关系，沿高度方向等间距取点，获取到横截面上各点的坐标，并将同一高度的点连接得到若干个横截面轮廓；
(3)利用Dynamo中的Solid ByLoft节点将得到的横截面放样创建异形桥墩实体；
(4)利用Dynamo中的ImportInstance ByGeometry节点，将Dynamo模型输出至Revit中。
2.根据权利要求1所述的一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：所述步骤(2)与步骤(3)之间还包括以下步骤：利用Dynamo的PolyCurve Fillet节点，对横截面轮廓进行处理，以获取精确的横截面轮廓。
3.根据权利要求1所述的一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：所述异形桥墩前后两个面是平面，根据异形桥墩设计图纸建立空间直角坐标系，简化为在异形桥墩前后两个面建立两个平面直角坐标系。
4.根据权利要求1所述的一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：表示异形桥墩竖直方向的轮廓曲线的分段函数包括下面的直线段和上面的曲线段。
5.根据权利要求1所述的一种基于Dynamo与Python的异形桥墩快速建模方法，其特征在于：所述步骤(2)中在根据已经得到的轮廓曲线以及轮廓曲线之间的相对位置关系，沿高度方向等间距取点时，间距是可调参数。
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