Grasshopper的案例
Grasshopper二次開發(fā)秘技-在vs中調(diào)試ghpython程序
眾所周知，在grasshopper中用ghpython做開發(fā)可以說是極其方便，python的各種優(yōu)勢與rhino gh強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，對rhino來說可以說是如虎添翼。然而grasshopper中一個小小的ghpython電池能提供的調(diào)試，代碼縮進(jìn)等功能那是相當(dāng)有限，真正用過的人都知道在這里調(diào)整縮進(jìn)、print定位錯誤有多么痛苦。
好在經(jīng)過作者一番英勇探索，終于解決了這個難題，下面逐步說明：
開始之前，首先要裝好visual studio，且要包含python模塊，作者是直接裝了一個vs2019，直接自帶python。
1首先打開vs，創(chuàng)建一個新的Iron Python項目，將其命名為GHPythonDebug。
2然后選擇：調(diào)試-選項-Python-調(diào)試，勾選“使用舊版調(diào)試程序”。
3回到正文，將以下代碼輸入文檔內(nèi)并保存
importsys
# This is the path where the Visual Studio Python modules are locate.
展開 [grasshopper二次開發(fā)]利用ghpython以兩種方式建立mesh的寫法 ￥1
在rhino5中g(shù)hpython還僅僅是grasshopper中的第三方插件，到了rhino6中，ghpython就已經(jīng)是gh自帶模塊了。利用ghpython在grasshopper中編寫屬于自己的電池，代碼簡潔，開發(fā)速度快，是工程師們的不二之選。
Grasshopper與ansys聯(lián)動進(jìn)行網(wǎng)架參數(shù)化建模計算
利用grasshopper提供的二次開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)了grasshopper與ansys的聯(lián)動參數(shù)化建模計算。關(guān)注公眾號獲取更多干貨文章。
基于Rhino軟件Grasshopper插件凱威特球面網(wǎng)殼參數(shù)化模型建立 ￥67
本文將分享基于Rhino平臺的Grasshopper插件的凱威特球面網(wǎng)殼參數(shù)化模型建模思路以及完整模型文件。通過輸入基本參數(shù)即可得到任意跨度、矢高、扇面數(shù)量、分頻數(shù)的凱威特球面網(wǎng)殼。
10天內(nèi)設(shè)計一個可以容納400多人休息的建筑空間(轉(zhuǎn)）
These points and lines were used as our input in Grasshopper. Within Grasshopper, we had control over the size of the nodes, various spacing requirements between the connections, the size and thickness of the connection plates and the spacing of the tubes depending on the number of elements coming together at a node.
From the 3D wireframe model to shop drawings
Because of the simple geometrical wireframe model, changes could be made fast and because of the use of Grasshopper those changes would automatically update each node, keeping the various requirements and constraints needed for manufacturing. The shop drawings were done manually because of the small number of nodes and also to have an extra check to ensure the nodes were drawn accurate.
展開 利用Grasshopper建立空間曲面網(wǎng)架參數(shù)化線模型
本文分享一種在犀牛Grasshopper中較為常見的網(wǎng)架參數(shù)化建模的方式，基于此種方式，可以迅速根據(jù)建筑提供的曲面生成網(wǎng)架線模型，然后一鍵導(dǎo)入諸如3d3s，mst等網(wǎng)架設(shè)計軟件中進(jìn)行快速設(shè)計。
為方便敘述，第一步，我們先在gh中通過Interpolate的方式生成一根樣條曲線，再通過Extrude建立起一個空間曲面，如圖所示。
第二步，設(shè)置空間曲面在uv方向的劃分?jǐn)?shù)量，并用mesh surface電池將曲面切分成mesh,然后face boundaries 電池提取mesh的邊界，即可得到網(wǎng)架上弦線。
第三步，利用face normals 電池得到第二步中mesh的中心點和法向供下一步使用，需要注意的是這個地方有的mesh法向并不是朝下，不利于我們下一步操作，所以利用gh中一些數(shù)學(xué)運(yùn)算的電池，使法向量中所有與z向夾角大于90度的向量反向。
第四步，利用move電池，將第三步中得到的形心沿著正確的法向量方向移動網(wǎng)架的厚度距離，即可得到下弦點。然后對下弦點進(jìn)行shift list操作，再進(jìn)行連線，即可完成一個方向的下弦桿連線。對下弦點進(jìn)行flip matrix操作，再重復(fù)shift list和連線操作，即可完成另一個方向的下弦桿連線操作。
第五步，提取第二步中生成的上弦節(jié)點，與第四步中生成的下弦節(jié)點連接，即可生成腹桿，至此參數(shù)化網(wǎng)架線模型生成完畢。
接下來為方便導(dǎo)入計算軟件計算，可以在bake的時候分別將上弦、下弦和腹桿設(shè)置成不同的圖層，以方便下一步操作。此時我們建立的參數(shù)化模型，拖動滑塊，即可方便地進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，如視頻所示：
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展開 利用Grasshopper進(jìn)行網(wǎng)架支座碰撞檢查
作者在實際工作中利用grasshopper強(qiáng)大的參數(shù)化三維建模能力，進(jìn)行了網(wǎng)架上弦支承支座的碰撞檢查，并以此確定網(wǎng)架和牛腿幾何尺寸的精確設(shè)計。以下對主要思路及主要的電池進(jìn)行講解說明。
首先確定想要達(dá)到的效果，即輸入支座牛腿中心點、支座尺寸、支座轉(zhuǎn)角、支座高度、腹桿中心線幾何信息和腹桿尺寸，通過gh建模運(yùn)算，自動判斷腹桿與牛腿是否碰撞，如若碰撞，則輸出互相侵入的尺寸，以方便調(diào)整牛腿或網(wǎng)架。輸入數(shù)據(jù)如圖所示：
首先，根據(jù)牛腿邊長，支座點，支座高度可以在gh中生成支座平面，這一步需要進(jìn)行一些簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，并利用4SurfPt電池生成平面。電池及生成的效果如圖所示。
然后利用pipe電池，可以輕易地建出腹桿。
接下來利用BBX（Brep和Brep相交）電池，可以求得腹桿和支座平面的布爾運(yùn)算結(jié)果。如果二者發(fā)生了碰撞，則會返回曲線。如上圖所示，返回2條曲線。由于圓管和平面相交，必然會返回一條圓錐曲線，對于相交位置在牛腿的一條邊上的情況，可以求得曲線端點（Endpoints電池）的中點與曲線的距離，作為侵入深度，如果需要對牛腿進(jìn)行切削，則在此基礎(chǔ)上考慮一定的施工間隙即可。對于相交位置剛好在牛腿角部的情況，可以求得交點分別與角點的距離，以及角點與曲線中點的距離，以指導(dǎo)牛腿的設(shè)計。
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展開 極小曲面建模軟件與方法分享
生成極小曲面的主要方法在下文都將簡單介紹,也歡迎大佬指導(dǎo)
1、對于新手來說極小曲面建模其實是一個復(fù)雜的過程，但是現(xiàn)在存在兩個基于MATLAB的極小曲面建模插件可以幫新手快速建模
插件是基于MATLAB的，所以第一件事應(yīng)該是在電腦上裝MATLAB軟件
第一個軟件
FLatt Pack: a research-focussed lattice design program
DOI: 10.1016/j.addma.2021.102510（自己下載論文，看完論文然后按論文指導(dǎo)操作就行）
沒有裝MATLAB會閃退
軟件操作界面
第二個軟件
MSLattice: A free software for generating uniform and graded lattices based on triply periodic minimal surfaces
DOI: 10.1002/mdp2.205
主要優(yōu)勢是梯度結(jié)構(gòu)，自由性比較大
軟件操作頁面
3、用犀牛Rhino中的Grasshopper來進(jìn)行建模，這是我最開始的方法，但是當(dāng)時網(wǎng)上教程不全我就放棄了，有興趣的可以看知乎的一篇文章
Grasshopper極小曲面合集 - 知乎 (zhihu.com)
這里面詳細(xì)介紹了極小曲面的建模過程，但是你用過以后就會發(fā)現(xiàn)還是比較復(fù)雜的；
4、接下來我介紹一種用數(shù)學(xué)建模軟件Mathematica建模的方法
mathematics和MATLAB其實建模效果是一樣的
展開 某學(xué)院30m跨度圓形采光張弦屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計（購買后包教包會） ￥40
grasshopper參數(shù)化建模+SAP2000結(jié)構(gòu)分析
SAP2000平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析 ￥2
第一步：利用grasshopper編程在rhino中建立正放四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
第二步：將上下弦桿和腹桿分為不同的圖層，然后轉(zhuǎn)為DXF文件導(dǎo)入到SAP2000中。由于事先分好了圖層直接可以給每個圖層賦予不同的桿件。
第三步：在SAP2000中設(shè)置支座條件，荷載組合以及荷載分布，然后選定規(guī)范和主要參數(shù)，進(jìn)行整體分析和構(gòu)件設(shè)計。
需要的小伙伴可自行下載文件，只需2塊錢。
這15盞永不過時的經(jīng)典燈具，象征著最好的設(shè)計
Grossman 深受其影響，1947年設(shè)計的標(biāo)志性燈具 Grasshopper 集極簡主義、高功能和獨(dú)特個性于一身。
Grasshopper 落地?zé)舻牡鬃の妒悖?dú)特的三腳支架向后傾斜，給人的感覺像是一只準(zhǔn)備向上躍起去捕捉獵物的蚱蜢，充滿活力。Grasshopper 臺燈則是用線條簡潔的黃銅燈座與細(xì)長的錐型燈罩完美結(jié)合，顯得精致又現(xiàn)代。
設(shè)計師 Tom Dixon（湯姆·迪克森） 認(rèn)為，產(chǎn)品的成功和吸引力與構(gòu)成它的物質(zhì)密不可分。在一次帶領(lǐng)學(xué)生前往印度的實地考察中，Tom Dixon 與當(dāng)?shù)氐男扪a(bǔ)匠、銅匠們相處了幾天，被一種傳統(tǒng)而具有獨(dú)特美學(xué)的手工打制黃銅的方法所吸引。他將這種傳統(tǒng)技藝用在 Beat 系列的生產(chǎn)上，讓銅器變成一盞盞散發(fā)著溫暖光輝的燈具。
而 Beat 系列的造型則來自傳統(tǒng)的印度炊具和水壺，Tom Dixon 看到人們頭上頂著各式各樣的容器，以此為靈感。Beat 系列最出彩的要數(shù)吊燈，有六種不同形狀，分別命名為Fat、Tall、Wide、Stout、Waist、Flat。它們可以作為一件單品使用，也時常混搭成一組，幾種形狀錯落排開好像一串動聽的音符。
Arco 落地?zé)粲?Achille Castiglioni（阿切勒·卡斯蒂格利奧尼）和哥哥 Pier Giacomo Castiglioni（皮埃爾·加科莫·卡斯蒂格利奧尼）于1962年合作設(shè)計，是被紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館 (MoMA) 永久收藏的經(jīng)典現(xiàn)代設(shè)計作品。
展開 
iSteelStructure｜結(jié)構(gòu)部件有限元精細(xì)模型建模案例合集 2023年版
參數(shù)化生成三維實體三視圖
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展開 利用Grasshopper生成H型鋼三維模型
在犀牛中，我們可以很方便的用pipe命令建立圓管截面的三維模型，但是對于其它截面類型，筆者找了一圈，沒有找到合適的插件來做此事，于是決定自己動手。
首先確定要達(dá)到的目的：從電池的輸入端輸入曲線，自動沿著路徑曲線生成一定截面尺寸的H型鋼。最終效果如下圖所示：
基本的思路并不難：在路徑曲線的起點按照工字鋼的截面尺寸用線勾勒其輪廓，然后將這些線沿著曲線extrude擠出為曲面即可。但是這里面涉及到一個基本的問題：工字鋼的截面方向如何確定？
此處筆者借鑒了一些有限元軟件（如3d3s）中的截面方向確定方法：對一根直線，先找出其起點pt1和終點pt2。連接pt1和pt2，形成平行于直線的向量vec1。將vec1與z方向的單位向量{0,0,1}作叉乘，得到垂直于直線的軸向，且平行于水平面的向量vec2，該向量即為工字鋼的強(qiáng)軸方向（與翼緣平行），將vec2繞著vec1旋轉(zhuǎn)90度，即可得到工字鋼的弱軸方向（與腹板平行）。
這樣確定工字鋼方向有一個好處：工字鋼永遠(yuǎn)是立著擺放的，符合大部分時候的結(jié)構(gòu)設(shè)計習(xí)慣。上述方向確定方法實現(xiàn)起來也很簡單，電池圖如下：
確定了方向，剩下的工作就很容易了，逐個求得工字鋼截面的定位角點，連線并extrude，打完收工！根據(jù)同樣的思路，也可作出其他任意截面的電池。
掃碼關(guān)注公眾號并后臺回復(fù) 工字鋼 ，獲取相關(guān)電池文件。
如果覺得本文對您有幫助，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)、評論。關(guān)注公眾號，獲取更多建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)化的干貨文章。
展開 rhino+grasshopper網(wǎng)狀桶面的生成
第一步：畫出環(huán)形基線
第二步：沿基線等分成N份 每一處形成一個平面
第三步：沿每一個面做一個圓或者橢圓
第四步：將每個橢圓或者圓進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)角度從0°依次到360°
第五步：將每一個旋轉(zhuǎn)后的橢圓或者圓進(jìn)行等分，然后提取出等分
第六步：將點的樹集進(jìn)行矩陣翻轉(zhuǎn)（此目的是為了后續(xù)連線的時候是第一個圓或者橢圓的第一個點連接第二個圓或者橢圓的第一個點以此類推），然后將這些點進(jìn)行連接。
導(dǎo)入midas gen
詳細(xì)命令操作可自行下載附件：
網(wǎng)狀曲面生成.doc
海口雨林之心高層觀光塔結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
本工程外筒及屋面為空間自由曲面，借助Rhino + Grasshopper平臺，利用Grasshopper的可視化建模編程特點，并編制適應(yīng)結(jié)構(gòu)特點的相應(yīng)算法程序，通過與分析軟件的API接口，實現(xiàn)異形曲面結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)分析后的三維模型可直接用于鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化設(shè)計。整個設(shè)計流程如圖6所示。考慮建筑效果，本工程采用的矩形鋼管，需要保證矩管翼緣與曲面平行，所有的矩管需要在空間扭轉(zhuǎn)一定角度，為獲得每根構(gòu)件的精確扭轉(zhuǎn)角度，針對本項目特點，編制相應(yīng)的計算程序，通過空間三維坐標(biāo)及關(guān)系確定每個構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)角，獲得精確的計算模型。通過參數(shù)化方法解決了復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)造型的建模與可視化，實現(xiàn)了建筑與結(jié)構(gòu)的協(xié)同設(shè)計，同時在結(jié)構(gòu)分析、施工圖設(shè)計、鋼結(jié)構(gòu)詳圖深化等專業(yè)協(xié)同方面發(fā)揮了作用。
▲ 圖6 結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計流程
高層豎向單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能分析
結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能分析包含結(jié)構(gòu)的 整體穩(wěn)定性能和局部構(gòu)件的穩(wěn)定 分析。為了準(zhǔn)確計算構(gòu)件的計算長度，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行屈曲分析，構(gòu)件的計算長度可通過歐拉公式 反推得到 。獲得構(gòu)件的計算長度系數(shù)如表1所示，從表中可以看出，筒體構(gòu)件在殼體平面外的計算長度大于《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.1.2條規(guī)定的1.6l，殼體平面內(nèi)的計算長度系數(shù)與《網(wǎng)格規(guī)程》的0.9l取值接近。構(gòu)件應(yīng)力計算時殼體面外計算長度系數(shù)取值為2.5，殼體面內(nèi)計算長度系數(shù)取值為1.0。同時采用直接分析法進(jìn)行對比分析，采用計算長度法的構(gòu)件最大應(yīng)力比為0.72，采用直接分析法的構(gòu)件的最大應(yīng)力比為0.56，通過兩種方法的對比證明本工程按計算長度法計算偏于安全。
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