CN112632675A - 一种建筑结构逆向轴线建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑结构逆向轴线建模方法，包括：步骤1：将建筑结构进行分段；步骤2：针对第一段，将钢结构转换成实体网格结构，并获取实体网格结构的顶点；步骤3：计算所有顶点的形心点；步骤4：根据形心点以及任意一个顶点建立法线向量，并建立点法式平面；步骤5：将顶点向点法式平面投影，建立投影点到各个顶点的投影向量；步骤6：基于投影向量与法线向量的方向是否相同，将顶点分为两组；骤7：分别计算两组内各个顶点的中点，分别记为一条线段的两个端点；步骤8：连接两个端点，得到第一段建筑结构的轴线；步骤9：循环遍历建筑结构中的每一段，得到建筑结构的轴线。本发明能够快速生成建筑结构的轴线，提高了轴线建模的效率和精度。

Description

一种建筑结构逆向轴线建模方法
技术领域
本发明涉及建筑行业中的结构件建模领域，尤其涉及一种建筑结构逆向轴线建模方法。
背景技术
随着我国文旅项目的兴起，建筑结构的造型也越来越丰富多彩。对于已经建好的建筑物，为了对其结构工程进行校核分析，通常需要重新建立构件的线模，从而进行有限元分析，并以此作为构件绘制施工图的定位基准；构件加工的尺寸基准以及构件施工安装现场定位及校验的基准，因此，轴线建模是否准确关系到后续施工的安全性和准确性，具有重要意义。传统的轴线建模方法为手动建模，即靠眼力运用软件的捕捉功能手动建立辅助线并求解轴线坐标，当模型体量大时效率非常底下，且人眼会出现疲劳，因此可能会由于手动捕捉而存在人为误差。
因此，如何提供一种效率高、精度高的建筑结构逆向轴线建模方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明提供一种建筑结构逆向轴线建模方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种建筑结构逆向轴线建模方法，包括如下步骤：
步骤1：将建筑结构进行分段；
步骤2：针对第一段，将所述建筑结构中的钢结构转换成实体网格结构，并获取所述实体网格结构的顶点；
步骤3：计算所有顶点的形心点；
步骤4：根据所述形心点以及任意一个所述顶点建立法线向量，并建立点法式平面；
步骤5：将所述顶点向所述点法式平面投影，建立投影点到各个顶点的投影向量；
步骤6：基于所述投影向量与所述法线向量的方向是否相同，将所述顶点分为两组；
步骤7：分别计算两组内各个顶点的中点，分别记为一条线段的两个端点；
步骤8：连接两个所述端点，得到第一段建筑结构的轴线；
步骤9：循环遍历所述建筑结构中的每一段，得到所述建筑结构的轴线。
较佳地，步骤4中，建立法线向量及点法式平面的方法为：以所述形心点为起点，以选取的任意一个顶点作为终点，绘制一条向量，记为法线向量；所述形心点所在的且与所述法线向量垂直的平面记为点法式平面。
较佳地，步骤5中，建立所述投影向量的方法为：以所述投影点为起点，以该投影点对应的顶点为终点，绘制的向量记为投影向量。
较佳地，步骤6中，分组方式为：将所述顶点以三维坐标的形式存储于两个容器中。
与现有技术相比，本发明提供的建筑结构逆向轴线建模方法具有如下优点：
1.本发明可以用编程手段实现，循环建筑结构的每段钢构件网格，即可快速生成钢构件的轴线，大大提高了工作效率高；
2.本发明中轴线的建模不依赖于人眼完成，大大减少了因工作疲劳，视觉疲劳而引起的误差，提高了建模精度，对于大型项目其效果更加明显。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中建筑结构逆向轴线建模方法的流程图；
图2a至图2g分别为本发明一具体实施方式中建筑结构逆向轴线建模方法中各步骤的结构对照示意图。
图中：10-单根钢结构构件、20-顶点、30-形心点、40-法线向量、50-点法式平面、60-投影点、70-投影向量、80-端点、90-轴线。
具体实施方式
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
本发明提供的建筑结构逆向轴线建模方法，如图1至图2g所示，包括如下步骤：
步骤1：将建筑结构进行分段，具体的分段方式可以按照建筑结构的具体造型来划分，例如将一根完整的钢结构构件作为一段，请参考图2a，即以单根钢结构构件10为例说明整个建模过程；
步骤2：请参考图2b，将所述建筑结构中的钢结构转换成实体网格结构，并获取所述实体网格结构的顶点20，此时，所有的顶点20的数据(例如坐标)是混放在一起的，没有进行分类；
步骤3：请参考图2c，计算所有顶点20的形心点30，所述形心点30为所有顶点20组成的截面图形的几何中心；
步骤4：请参考图2d，根据所述形心点30以及任意一个所述顶点20建立法线向量40，并建立点法式平面50，具体地，建立法线向量40及点法式平面50的方法为：以所述形心点30为起点，以选取的任意一个顶点20作为终点，绘制一条向量，记为法线向量40；所述形心点30所在的且与所述法线向量40垂直的平面记为点法式平面50；
步骤5：请参考图2e，将所述顶点20向所述点法式平面50投影，建立投影点60到各个顶点20的投影向量70，具体地，建立所述投影向量70的方法为：以所述投影点60为起点，根据顶点20与投影点60之间的一对一的关联关系，以该投影点60对应的顶点20为终点，绘制的向量记为投影向量70；
步骤6：请继续参考图2e，基于所述投影向量70与所述法线向量40的方向是否相同，将所述顶点20分为两组，即将与所述法线向量40方向相同的投影向量70对应的顶点20分为一组，将与所述法线向量40方向相反的投影向量70对应的顶点20分为另一组，以此完成顶点20的分类，具体地分组方式为：将所述顶点20以三维坐标的形式存储于两个容器中，便于存储以及后续提取；
步骤7：请参考图2f，分别计算两组内各个顶点20的中点，分别记为一条线段的两个端点80，即提取其中一个容器中的所有顶点20的坐标，计算各顶点20的中点的坐标，标记为一个端点80，提取另一个容器中的所有顶点20的坐标，计算出另一个端点80；
步骤8：请参考图2g，连接两个所述端点80，得到第一段建筑结构的轴线90；
步骤9：循环遍历所述建筑结构中的每一段，得到所述建筑结构的轴线。
上述建模方法能够将成倍地提高建筑结构逆向轴线建模校核中的建模效率及建模精度；同时能够减少因工作疲劳，视觉疲劳而引起的人为误差，对于大型的项目其效果更明显。
综上所述，本发明提供的建筑结构逆向轴线建模方法，包括如下步骤：步骤1：将建筑结构进行分段；步骤2：针对第一段，将所述建筑结构中的钢结构转换成实体网格结构，并获取所述实体网格结构的顶点20；步骤3：计算所有顶点20的形心点30；步骤4：根据所述形心点30以及任意一个所述顶点20建立法线向量40，并建立点法式平面50；步骤5：将所述顶点20向所述点法式平面50投影，建立投影点60到各个顶点20的投影向量70；步骤6：基于所述投影向量70与所述法线向量40的方向是否相同，将所述顶点20分为两组；步骤7：分别计算两组内各个顶点20的中点，分别记为一条线段的两个端点80；步骤8：连接两个所述端点80，得到第一段建筑结构的轴线90；步骤9：循环遍历所述建筑结构中的每一段，得到所述建筑结构的轴线。本发明能够快速生成建筑结构的轴线，提高了轴线建模的效率和精度。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种建筑结构逆向轴线建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将建筑结构进行分段；
步骤2：针对第一段，将所述建筑结构中的钢结构转换成实体网格结构，并获取所述实体网格结构的顶点；
步骤3：计算所有顶点的形心点；
步骤4：根据所述形心点以及任意一个所述顶点建立法线向量，并建立点法式平面；
步骤5：将所述顶点向所述点法式平面投影，建立投影点到各个顶点的投影向量；
步骤6：基于所述投影向量与所述法线向量的方向是否相同，将所述顶点分为两组；
步骤7：分别计算两组内各个顶点的中点，分别记为一条线段的两个端点；
步骤8：连接两个所述端点，得到第一段建筑结构的轴线；
步骤9：循环遍历所述建筑结构中的每一段，得到所述建筑结构的轴线。
2.如权利要求1所述的建筑结构逆向轴线建模方法，其特征在于，步骤4中，建立法线向量及点法式平面的方法为：以所述形心点为起点，以选取的任意一个顶点作为终点，绘制一条向量，记为法线向量；所述形心点所在的且与所述法线向量垂直的平面记为点法式平面。
3.如权利要求1所述的建筑结构逆向轴线建模方法，其特征在于，步骤5中，建立所述投影向量的方法为：以所述投影点为起点，以该投影点对应的顶点为终点，绘制的向量记为投影向量。
4.如权利要求1所述的建筑结构逆向轴线建模方法，其特征在于，步骤6中，分组方式为：将所述顶点以三维坐标的形式存储于两个容器中。
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