Arup使用Bentley Structural设计北京国家游泳中心案例

发表于:2007-06-09来源:作者:点击数: 标签:
Arup 的「水立方」设计,灵感来自于有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成。在这个中心的蓝色汽泡墙之内,是奥运会游泳和潜水竞赛将使用的游泳池,以及 17000 个观众席位。 很短时间内 就需要 3D 模型 此项目分为两个阶段:竞赛和设计。在竞赛阶段,大部份设计

Arup 的「水立方」设计,灵感来自于有机细胞的天然图案以及肥皂泡的形成。在这个中心的蓝色汽泡墙之内,是奥运会游泳和潜水竞赛将使用的游泳池,以及 17000 个观众席位。

很短时间内

就需要 3D 模型

此项目分为两个阶段:竞赛和设计。在竞赛阶段,大部份设计内容在此时就已经创作出来,但主要的任务是要开发出一个快捷、方便的方法,以便让 Arup 在方案演示之前就能在最短的时间内制作出 3D 模型和工程图。在第二阶段, Arup 将最终的地理特征、计算结果和设计等都编写进去,让项目方案更加完整。  

 

针对高难度计划书的解决方案

   建筑结构是 3D 的维伦第尔式空间框架( Vclearcase/" target="_blank" >cc">ierendeel space frame ),每边都是 175 公尺,高 35 公尺,基本单位是一个由 12 个五边形和两个六边形所组成的几何细胞,在 3D 空间中一直重复,没有留下任何闲置空间。覆盖这个框架的是半透明的汽泡,或者称为四氟乙烯聚合物枕( ETFE pillows )。

    Arup 使用 Bentley Structural 和 MicroStation TriForma 来制作一个 3D 阵列细胞,将其转动约两轴,然后为建筑物作造型。其余元件的切削表面形成这个混合式结构的翼缘( flanges ),而内部元件则形成网状。

根据 Arup 资深 3D 技术人员 Stuart Bull 的描述,制作模型和文件的过程就像是一份「骇人的计划书」。 Arup 创作了 3D 中线的线框( wireframe ),并将其输出到结构分析程序中进行力学计算。经过分析的模型被输出到一个文本文件中,包含有几何和结构元件( structural member )设计资料。

接下来, Arup 编写了一个 MicroStation VBA 程序( routine ),它使用文本文件来制作一个完整钢结构( steel stucture )的 3D 模型。只要启用 MicroStation Development Language ( MDL ) 功能,这个模型就可以生成适当的平面、立体、或结构元件。

「使用 VBA 语言来创作我们的几何形状这种功能非常重要,它提供了我们从工程和分析模型和我们的工作 3D CAD 模型之间的联结。」 Bull 表示。在这个结构当中有超过 22000 根横梁和 12000 个节点,用 VBA 常式所作的自动化操作为 Arup 节省了好几个月原先手动制作 3D 模型的时间。

Arup 、 PTW 、和 CSCEC 也必需提供他们设计的实体模型,这是竞赛的其中一部份;他们将一份 3D 结构模型储存为光固化立体造型( stereolithography , STL )档案,来制作一个快速的原型模型,就这样完成了。

实体模型是在一个叫作 SLA 的过程之中制作出来,在这个过程中,依照 STL 文件信息,以激光将液态环氧树脂( epoxy resin )硬化,用以制作半透明的塑胶。这个模型是在最后的竞赛阶段提出的。

成功的因素

虽然这个项目预定的完成时间要到 2006 年, Arup 的设计和文件输入在 2004 年夏季期间就结束了。 Arup 正继续进行其他项目,其中包括为着名的悉尼歌剧院可能的修缮制作 3D 模型;在此同时, Bull 也仔细思考是什么因素造就了北京游泳中心项目的成功。

    「 Bentley Structural 的功能,例如自动抽图,大幅减低了制作 2D 文件所需要的时间。因为我们不必担心这一部份的工作量,所以就可以全心放在 3D 模型上。」他表示。「而且使用 MicroStation VBA 程序来自动制作结构模型,也为我们节省了许多时间。」

「此外,还能够将文件储存成其他格式,让我们能够很快就以客户和顾问所需要的格式提出工程图给他们。而且,我们不必放弃 Bentley 解决方案所提供的加强功能。」 Bull 说明。「这点非常重要。如果我们当时所使用的是其他的套装软件,就不可能制作出这么复杂的几何形状和文件,还要和结构分析作整合,尤其仅有的时间又那么短。」

    据 Arup 网站上的资料,他们「经过激烈的竞争」而蠃得这个「久负盛名」的奖项。 Arup 采取「独特的作法来使用 MicroStation 」, CAD 经理 Steve Pennell 表示。「也可以说,我们把这个产品的功能发挥到极致了。」

 

原文转自:http://www.ltesting.net