CN104517008B - 基于bim的剪力墙边缘构件参数化设计方法 - Google Patents
基于bim的剪力墙边缘构件参数化设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其包括如下步骤：创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型、单节点参数化设计模型和多节点参数化设计模型；提取BIM图形中剪力墙信息；自动生成边缘构件肢、单节点边缘构件和多节点边缘构件；读取PKPM结构分析软件计算后，形成边缘构件肢配筋需求；确定边缘构件的配筋需求及构造需求；对边缘构件进行配筋优化设计；在BIM平台上，实现边缘构件三维实体设计；在BIM平台上，绘制钢筋材料表。是一种可行的、新的剪力墙边缘构件设计方法。
Description
技术领域
本发明涉及BIM应用技术领域，具体的说，是涉及一种基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法。
背景技术
1 BIM(Building Information Modeling，即建筑信息模型 )具有强大的三维设计功能，具有三维可视化、协同性和信息可提取性的特点。BIM中所有的结构构件都是三维实体，提供的信息量完整，且三维显示直观并可实时观察，能很好地检测结构布置的合理性及结构细部构造特征。BIM的全面应用将大大提高建筑工程的信息化程度，对建筑业科技进步产生巨大的影响。
2 目前结构设计中，普遍采用建筑结构施工图平面整体设计方法(平法)表达，它将结构构件的尺寸和配筋等整体地直接表达在各类构件所在结构平面布置图上，使用时需与标准构造详图配合，平法的核心是表达钢筋信息，平法施工图是以CAD 为代表的二维图形文件设计手段，其表达信息不直观，钢筋定位信息不全，特别是节点部位钢筋信息设计深度不够，必须借助其它专业的软件才可以解决；二维设计思维的本质是将复杂的三维物体分解成简单的平、立、剖二维图形加以研究，然后通过大脑的思维能力，并借助于第三方软件或资料建立起完整的模型，这种设计思想不仅制约了设计人员的想象，而且也是造成设计不合理或者错误的根源。
3 目前，剪力墙边缘构件的结构设计中，由于二维设计的缺陷，设计上存在许多不合理的现象、甚至是不安全的，设计深度不够，有必要进行基于BIM的三维优化设计。
发明内容
发明目的：
为了克服现有技术中存在的以上缺陷，本发明提供、提出一种可行的、新的剪力墙边缘构件设计方法，即一种基于BIM 的剪力墙边缘构件参数化设计方法。
技术方案:
一种基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：该方法的步骤为：
（1）建立剪力墙边缘构件肢参数化设计模型、单节点参数化设计模型和多节点参数化设计模型；（2）提取BIM模型中剪力墙信息；（3）读取SATWE结构分析软件计算后得到的剪力墙配筋需求，形成边缘构件肢配筋需求；（4）生成边缘构件的肢、单节点边缘构件和多节点边缘构件（5）确定边缘构件的配筋需求及构造需求；（6）对边缘构件进行配筋优化设计；（7）对配筋后的边缘构件进行归并；（8）在BIM平台上，实现边缘构件三维实体设计；（9）提取边缘构件内钢筋，绘制钢筋材料表。
所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，该模型由核心区和非核心区两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及非核心区的尺寸和配筋参数。
所述创建剪力墙边缘构件的单节点参数化设计模型，该模型由核心区和肢两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及各肢的尺寸和配筋参数。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，该模型包括核心区、主肢和肢，参数包括核心区尺寸和配筋参数、主肢的尺寸和配筋参数以及肢的尺寸和配筋参数。
生成单节点边缘构件和多节点边缘构件，其形成过程如下：首先，根据BIM中剪力墙的节点关系，自动生成肢；再由节点关系生成单节点边缘构件；对单节点边缘构件进行合并形成多节点边缘构件。
对边缘构件进行配筋优化设计，配筋优化设计钢筋的直径和间距可有所不同，优化设计的目标为边缘构件的用钢量。
所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，模型中的肢为过节点的剪力墙上以该节点为起点的一字型暗柱；肢参数化模型中的核心区为剪力墙的端点区域。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的核心区为过节点的各肢交叉重叠区域。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的主肢为连接两个节点以上的肢，且在同一墙上。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型中，随着节点的增多，一个多节点边缘构件中含有多个主肢，多个节点核心区。
优点效果：
1、可有效地提高剪力墙边缘构件的设计深度和设计效率。
2根据参数化设计思想和剪力墙边缘构件的特点，提出了剪力墙边缘构件肢参数化设计模型、单节点参数化设计模型和多节点参数化设计模型；
3发明人通过对 BIM软件的二次开发，实现了BIM图形中剪力墙信息的自动提取；
4根据BIM中剪力墙的节点关系，自动生成肢；再由节点关系生成单节点边缘构件；最后对单节点边缘构件进行合并形成多节点边缘构件。
5 读取SATWE结构分析软件计算后得到的剪力墙配筋需求，并自动形成肢的配筋需求；
6确定边缘构件的配筋需求及构造需求；
7对边缘构件进行配筋优化设计；给出详细的优化配筋计算书，包括需求的钢筋用量、设计钢筋用量、设计用量与需求之比；需求的配箍率、设计配箍率、设计配箍率用量与需求配箍率之比；边缘构件设计实际用钢量明细。
8通过对 BIM软件的二次开发，实现边缘构件三维实体设计；
9提取边缘构件内钢筋，绘制钢筋材料表。
附图说明：
图1是本发明提出的剪力墙边缘构件单肢参数化设计模型图；
其中1为核心区高hc，2为肢高h，3为肢宽b，4为核心区宽bc，5为非核心区钢筋需求As1，6为非核心区钢筋需求As2，7为核心区一侧纵筋直径dc1、纵筋根数nc1、箍筋直径gc1、箍筋肢数sc1和箍筋间距ac；8为核心区另一侧纵筋直径dc2、纵筋根数nc2、箍筋直径gc2、箍筋肢数sc2和箍筋间距ac；9为肢一侧纵筋直径d1、纵筋根数c1、箍筋直径g1、箍筋肢数s1和箍筋间距a；10为肢另一侧纵筋直径d2、纵筋根数c2、箍筋直径g2、箍筋肢数s2和箍筋间距a；
图2是本发明提出的单节点剪力墙边缘构件模型图；其中11为核心区；12为肢1；13为肢2；14为肢3；15为肢I；16为节点。
图3是本发明提出的多节点剪力墙边缘构件模型图；其中17为核心区1；18为核心区2；19为节点1；20为节点2；21为节点3；22为主肢；23为肢1；24为肢2；25为肢3；26为肢4；27为肢I；28为核心区3。
具体实施方式
本发明提供一种基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，该方法的步骤为：
（1）建立剪力墙边缘构件肢参数化设计模型、单节点参数化设计模型和多节点参数化设计模型；（2）提取BIM图形中剪力墙信息；（3）读取SATWE结构分析软件计算后得到的剪力墙配筋需求，形成边缘构件肢配筋需求；（4）生成边缘构件的肢、单节点边缘构件和多节点边缘构件（5）确定边缘构件的配筋需求及构造需求；（6）对边缘构件进行配筋优化设计；（7）对配筋后的边缘构件进行归并；（8）在BIM平台上，实现边缘构件三维实体设计；（9）提取边缘构件内钢筋，绘制钢筋材料表。
所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，该模型由核心区和非核心区两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及非核心区的尺寸和配筋参数。
所述创建剪力墙边缘构件的单节点参数化设计模型，该模型由核心区和肢两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及各肢的尺寸和配筋参数。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，该模型包括核心区、主肢和肢，参数包括核心区尺寸和配筋参数、主肢的尺寸和配筋参数以及肢的尺寸和配筋参数。
生成单节点边缘构件和多节点边缘构件，其形成过程如下：首先，根据BIM中剪力墙的节点关系，自动生成肢；再由节点关系生成单节点边缘构件；最后对单节点边缘构件进行合并形成多节点边缘构件。
对边缘构件进行配筋优化设计，配筋优化设计钢筋的直径和间距可以有所不同，优化设计的目标为边缘构件的用钢量。
所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，模型中的肢为过节点的剪力墙上以该节点为起点，且在此墙上的一字型暗柱；模型中的核心区为剪力墙的端点区域。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的核心区为过节点的各肢交叉重叠区域。
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的主肢为连接两个节点以上的肢，且在同一墙上。
对BIM软件二次开发，读取BIM图形中剪力墙的信息。根据剪力墙信息，剪力墙之间的关系得到剪力墙的控制点和交叉点，构造出边缘构件的点类，点类的工能是确定出生成单节点边缘构件时，点所连接的剪力墙信息。根据点类和肢类生成如图2所示单节点边缘构件。根据点对象之间的关系生成如图3所示多节点边缘构件。
读取SATWE软件整体计算结果，将计算结果中剪力墙的钢筋需求与BIM图形中剪力墙边缘构件的肢一一对应，形成边缘构件肢类的钢筋需求和构造需求参数。
根据边缘构件肢类的钢筋需求和规范构造要求，形成边缘构件整体的钢筋需求。对边缘构件进行配筋优化设计，并对配筋后的边缘构件进行归并。
对BIM软件二次开发，实现边缘构件三维实体设计；提取边缘构件内钢筋，绘制钢筋材料表，并给出边缘构件详细的计算书。
Claims (6)
1.一种基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：该方法的步骤为：
（1）创建剪力墙边缘构件肢参数化设计模型、单节点参数化设计模型和多节点参数化设计模型；（2）提取BIM模型中剪力墙信息；（3）读取SATWE结构分析软件计算后得到的剪力墙配筋需求，形成边缘构件肢配筋需求；（4）生成边缘构件的肢、单节点边缘构件和多节点边缘构件（5）确定边缘构件的配筋需求及构造需求；（6）对边缘构件进行配筋优化设计；（7）对配筋后的边缘构件进行归并；（8）在BIM平台上，实现边缘构件三维实体设计；（9）提取边缘构件内钢筋，绘制钢筋材料表；
所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，该模型由核心区和非核心区两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及非核心区的尺寸和配筋参数；
所述创建剪力墙边缘构件的单节点参数化设计模型，该模型由核心区和肢两部分构成，参数包括核心区尺寸和配筋参数以及各肢的尺寸和配筋参数；
所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，该模型包括核心区、主肢和肢，参数包括核心区尺寸和配筋参数、主肢的尺寸和配筋参数以及肢的尺寸和配筋参数；
生成单节点边缘构件和多节点边缘构件，其形成过程如下：首先，根据BIM中剪力墙的节点关系，自动生成肢；再由节点关系生成单节点边缘构件；对单节点边缘构件进行合并形成多节点边缘构件。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：对边缘构件进行配筋优化设计，配筋优化设计钢筋的直径和间距可有所不同，优化设计的目标为边缘构件的用钢量。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：所述创建剪力墙边缘构件的肢参数化设计模型，模型中的肢为过节点的剪力墙上以该节点为起点的一字型暗柱；肢参数化模型中的核心区为剪力墙的端点区域。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的核心区为过节点的各肢交叉重叠区域。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型，模型中的主肢为连接两个节点以上的肢，且在同一墙上。
6.根据权利要求1所述的基于BIM的剪力墙边缘构件参数化设计方法，其特征在于：所述创建剪力墙边缘构件的多节点参数化设计模型中，随着节点的增多，一个多节点边缘构件中含有多个主肢，多个节点核心区。
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