[专题]巧用三维解决设计疑难问题

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1、巧用三维解决设计疑难问题杜东新摘要建筑是一门综合学科，既是一件商殆,也是一件艺术品。随着建筑技术的发展，理念的更新，建筑设计的艺术造型趋于复杂，形式各异；复杂外立面的设计往往不是单纯的平面形式，如扭转、双曲等类型。常见的如各类场馆的设计，此种项冃的表达或系统的选型不是仅凭设计经验能够解决的，更多的要借助于空间儿何模型的确立，对设计疑难问题进行评定,找到项目的特征规律，捉炼设计要点，以达到减少非标设计的数量，提高工效的目的；现在市场上流行的各类场馆的设计，三维放样后，都可以找出系统共同点，貌似复杂，其实简单,所采用的系统也仅是消化空间点的最大高羌，或将双曲面采用单曲面或折线拟合。幕墙设计

2、领域内应用最广泛的绘图软件为Autodesk公司开发的CAD（电脑辅助绘图系统），借助于CAD强大的三维功能，通过几何模型分析，模拟实际，发现问题，改进系统，解决设计疑难问题。关键词CAD几何模型幕墙设计空间框作法排水设计模拟等设计软件CAD也就是电脑辅助设计。在工程和产品设计中，电脑可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用电脑对不同方案进行大量的模拟、分析和比较，以决定最优方案；齐种设计信息，以DWG格式的图形存放在电脑的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给电脑完成；由电脑口动产生的设计结果，可以快速作

3、出图形显示出来，使设计人员及吋对设计尺寸作出精确判断和修改①，极大的压缩设计师的绘图时间，使得设计师可以有更多精力投入到设计作品、系统解决方案当中去。CAD的平面设计出众，但随着软件的不断升级换代，近期推出的高版本其三维功能越來越强大，虽然还没有达到3DMAX或犀牛这种专业的建模软件功能，但对于幕墙设计师来说，由于天天与CAD设计软件打交道，上手最快II操对相对简单，可以方便快速的解决方案投标、施工下料中的疑难问题，女口：三维表达、系统分析模拟、复杂加工图处理等。当项目愈加复杂时，诸如此类问题仅仅靠大脑的空间想象能力已经远远无法达到，甚至会以偏概全导致错误的发生，学会CAD三维设计，配

4、合专业知识可以让我们快速而经济的对一套系统进行评判，由此对设计师的基本技能提岀了更高的要求。CAD三维设计在幕墙行业的主要应用如下：二.在系统模拟定型中的应用对一些建筑设计形式复朵的项目，没有成型的案例可询，这就需要对外立面的设计进行CAD模拟分析，找到规律性，提练系统设计的同性，同时找到细节上存在的问题,予与解决，诸如此类的非标特异性的项目，CAD三维模拟分析可以大展拳脚；木节以俄罗斯联邦的“WeddingPlaza"项目此为案例，讲述CAD三维在系统模拟定型中的应用。该项11（图一、二、三、四）采用大角度扭转单元幕墙设计，难度很高，通过系统初选、确定分格、细部设计才能解决一系列问题

5、，从而为后期的施工设计捉供基础。立面图（图一）三维平面图（图三）1.系统初选:扭转项口的设计思路有三种,A：有应力安装法（也有称冷弯法）；B：空间框作法。C：鱼鳞板作法。以上几种作法各冇优缺点，采用哪种作法更适合，取决于翘起距离（h）这类扭转项冃的共性为：板块的第四点（指平面外的点）,与板块另三点不共而，进而实现外立而的整体扭传效果。在CAD模型空间建立模型，对以上27个板块的放样分析，经统计数据（表略）得出，翘起距离（h）为一定值78.6mm,此值较大，如采用冷变作法，则面材及骨架要在强制外力作用平面面板与空间框位置关系示意图（图五）角部放大示意图（图六）下达到如此大的变形才能实现建

6、筑效果；由于玻璃为脆性材料，显然对材料的要求过高，冃项目本身耍求高造价不菲；如系统选用不当，导致板块破损，则会造成昂贵的后期维修成本，得不偿失，故系统初定采用空间框作法，到此第一步，系统初选基木完成。1.分格确定：图五a、b、c、d在一个平面内，实际上就是面材的分格中心线，按节点的构造宽度，可以算出面材的实际大小，也就是施工图中的玻璃提料尺寸。『、b、J、d中只冇三点在一个平而内，如果以d,b两条边确定的平面为基准，则az、cz不在此平面内，对空间单元板块来说，『相当于单元母竖框的分格高、“单元上横框的分格宽；釆用CAD三维设计对27个板块进行精确的放样，可以确定龙骨的分格中心线尺寸。

7、到此第二步，可以断定，如果采用空间框作法，刚a、c两条边（也就是单元公竖料、单元上横料）室内外两侧要作梯形补偿条设计。对初期节点进行三维放样（此部位略），调整不合理设计，再次放样，得岀如下细节设计要点。2.细节设计乩扭转单元排水坡度参数的设计，从图四的三维放样可以看出，板块分为内倾及外倾两类，与水平面最大夹角实测为14度，则单元系统设计要大于或等于此夹角，才能保证水的顺利外排（图七）。“7&6单元横框示意图（图八）b.室外侧扣板及室内侧梯形补偿