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老怪《SU曲面建?!废盗兄v座第19節(jié)
膜結(jié)構(gòu)類造型

城市中已越來越多地見到膜結(jié)構(gòu)的身影。膜結(jié)構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用到各類建筑結(jié)構(gòu)與非建筑的實(shí)際應(yīng)用中,扮演著現(xiàn)代城市中不可或缺的角色。
膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20 世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)形式且不限于建筑。膜結(jié)構(gòu)是用高強(qiáng)度柔性薄膜材料,以不同的拉、壓形式形成穩(wěn)定曲面后,能承受一定外荷載的空間結(jié)構(gòu)形式。有造型自由、輕巧、柔美以及阻燃、制作方便、安裝快捷、節(jié)能、易干、安全、半永久等優(yōu)點(diǎn),因而在世界各地受到廣泛的應(yīng)用,也是SketchUp 用戶經(jīng)常要接觸的重要曲面建模題材。
《SketchUp曲面建模思路與技巧》第十章里包含10 多個(gè)模型實(shí)例,應(yīng)用領(lǐng)域包含了各類充氣建筑、城市景觀,甚至熱氣球、飛艇等。

1,膜結(jié)構(gòu)類造型例
下面展示《SketchUp曲面建模思路與技巧》第10章里詳細(xì)討論的幾個(gè)實(shí)例。這些曲拱造型實(shí)例里有“景觀張拉膜”“內(nèi)外骨骼膜系統(tǒng)”“氣承式”“氣肋式”“氣囊式”“氣枕式”等多種不同的造型。

10.2.1 中心-四角張拉系統(tǒng)

圖10.3.5 景觀張拉膜

圖10.4.1 內(nèi)骨架式膜結(jié)構(gòu)(停車場)

圖10. 5.5 外骨架式膜結(jié)構(gòu)(廢水廢氣處理場)

圖10.7.1 充承式游泳館

圖10.8.1 氣肋式建筑

圖10.9.3 氣枕式帳篷

圖10.10.4 氣囊式(氣球 賦材質(zhì)后)

圖10.11.4 氣囊式(飛艇 裝配后的成品)

2,膜結(jié)構(gòu)造型工具概述
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件種類繁多,有通用設(shè)計(jì)工具、專用設(shè)計(jì)工具、結(jié)構(gòu)分析軟件,它們用途不同、功能各異,以下是一些常見膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的介紹:

2.1常見專業(yè)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件
(1)德國膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件“easy”。
(2)意大利膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件“forten4000”。
(3)同濟(jì)大學(xué)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件“3D3S”。
(4)上海交大膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件“SMCAD”。
(5)中國建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所空間結(jié)構(gòu)室膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件“MEMBS”。
還有“ANSYS”“ETABS”“SAP2000”等“膜結(jié)構(gòu)分析軟件”(詳略)

2.2可用于膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見通用軟件
AutoCAD,SketchUp,Revit,Rhino(犀牛)+Grasshopper參數(shù)化插件……等(詳略)

2.3 SketchUp膜結(jié)構(gòu)建模實(shí)例中要用到的插件
SketchUp可以用來做膜結(jié)構(gòu)外形方案推敲與展示,也可以與LayOut結(jié)合,對膜結(jié)構(gòu)工程制作施工圖?!禨ketchUp曲面建模思路與技巧》第十節(jié)用到以下插件。
(1)JHS Powerbar( JHS超級工具條,見《SketchUp 常用插件手冊》2.3 節(jié))。
(2)Bezier Spline(貝塞爾曲線,見《SketchUp 常用插件手冊》5.5 節(jié))。
(3)Select Curve(選連續(xù)線,見《SketchUp 常用插件手冊》2.20 節(jié))。
(4)Curvizard( 曲線優(yōu)化工具 ,見《SketchUp 常用插件手冊》5.4 節(jié))。
(5)Extrude Tools(TIG 曲線放樣工具包,見《SketchUp 常用插件手冊》5.1 節(jié))。
(6)JointPushPull Interactive( 聯(lián)合推拉,見《SketchUp常用插件手冊》2.7 節(jié))。
(7)Soap Skin & Bubble(肥皂泡,見《SketchUp 常用插件手冊》5.9 節(jié)) 。
(8)Curviloft(曲線放樣,見《SketchUp 常用插件手冊》5.3 節(jié)) 。
(9)Selection Toys( 選擇工具,見《SketchUp 常用插件手冊》2.8 節(jié))。

3,充氣結(jié)構(gòu)建模例一(氣枕式帳篷)
(1)圖10.9.3 所示為氣枕式帳篷,與前面展示的氣肋式、氣承式、骨架式都不同,氣枕式結(jié)構(gòu)載荷由鋼管骨架來承受,氣枕結(jié)構(gòu)用來遮蔽和隔熱保溫。

圖10.9.3 氣枕式帳篷

(2)把圓弧工具調(diào)到20 片段,在紅藍(lán)平面上畫弦長為8m、弧高為4m 的半圓,如圖10.9.4 ①所示。
(3)把圖10.9.4 ①里的1/4圓做旋轉(zhuǎn)路徑跟隨后如圖10.9.4 ②所示,刪除大部分后只留下如圖10.9.4 ③所示的一片。
(4)用Soap Skin & Bubble肥皂泡插件對圖10.9.4 ③所示的每一個(gè)小方塊做成氣泡組件,如圖10.9.4 ④所示。

圖10.9.4 創(chuàng)建氣枕組件

(5)如圖10.9.5 ①所示,做旋轉(zhuǎn)復(fù)制,并刪除3 塊氣枕,留出門洞。
(6)用Selection Toys(選擇工具)選擇所有的面以后刪除留下線框,如圖10.9.5 ②所示。
(7)全選線框②后單擊JHS 的“線轉(zhuǎn)圓桿”工具,生成帳篷骨架③后群組。
(8)把骨架群組③移動到氣泡群組①重疊在一起,建模完成,如圖10.9.5 ④所示。

圖10.9.5 形成氣枕式帳篷
4,張拉膜實(shí)例二(景觀張拉膜)
城市建設(shè)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)、快捷、方便,也要注重視覺感受,膜結(jié)構(gòu)小品無疑是不錯(cuò)的選擇,它不僅代表城市文化,更有畫龍點(diǎn)睛的作用,因此越來越受到各大景區(qū)的青睞,讓城市建設(shè)多了些色彩。最常見的景觀張拉膜結(jié)構(gòu)是依靠脊、谷、邊索及少量支點(diǎn)施加形成預(yù)張力膜面的結(jié)構(gòu),本節(jié)介紹的就是這種結(jié)構(gòu),如圖10.3.6 所示。下面介紹其創(chuàng)建過程(見圖10.3.6)。
(1)繪制四根高低不一的斜立柱作為張拉膜的支點(diǎn);以弧線連接相鄰立柱端點(diǎn)(詳略)
(2)選中圖10.3.6 ①的4 條弧線,單擊圖10.3.6 ②所示肥皂泡工具欄的第一個(gè)工具,生成原始曲面。
(2)原始曲面為10×10 網(wǎng)格,若想要更平滑的膜,如圖10.3.6 ③所示是輸入20 按Enter鍵后的結(jié)果。
(3)再次按Enter 鍵,張拉膜生成,如圖10.3.6 ④所示。
(4)雙擊進(jìn)入群組,做柔化后如圖10.3.6 ⑤所示,填色、開陰影后如圖10.3.6 ⑥所示,

圖10.3.6 生成膜

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