基于实体处理的多面体空间结构快速建模方法

本文主要探讨了多面体模型在新型空间结构快速建模中的应用。多面体空间结构是一种创新的结构形式，它由能够填充三维空间的多面体模型构建而成，因其构成简单、重复性强、节点和汇交杆件数量少等优点而备受关注。这种空间结构在设计上具有较高的经济效益和工程潜力，尤其是在大型空间跨度的应用中。 作者通过深入研究实体处理成型方法，提出了一个基于数值计算的参数化建模策略。这种方法强调灵活性，可以处理不同类型的多面体基本单元和各种成型参数，使得空间结构的设计和建模更为高效。这一建模过程包括四个关键步骤： 1. 首先，选择基本单元的类型，这些单元可以是单一的多面体或多面体的组合，需确保它们能无缝填充三维空间。 2. 其次，通过在z、y、z三个正交方向上共享多边形表面进行叠加，形成多面体阵列。这个过程在有限的三维空间内进行，以创建结构的基础骨架。 3. 接着，对多面体阵列进行几何变换，如平移和旋转，确保结构能覆盖整个建筑的外形轮廓，便于后续的切割和优化。 4. 最后，根据建筑的平面布局和尺寸需求，使用建筑轮廓线对多面体阵列进行精确裁剪，形成最终的建筑设计模型。 值得注意的是，虽然"水立方"国家游泳中心的建设是这种新型空间结构的早期实践案例，但本文的方法超越了单一应用，为多面体空间结构的广泛使用提供了理论支持和实用工具。通过面向对象的高级计算机语言编程，作者实现了这一建模技术的自动化和标准化，显著提高了设计效率和精度。 本文的研究对于推动多面体模型在空间结构设计中的应用，特别是在建筑领域，具有重要的理论价值和实践意义。通过这种方式，建筑师和工程师能够快速、灵活地设计出复杂而高效的三维空间结构，满足现代建筑设计的需求。