CN110110421A - 一种基于支座排序的梁支座上部钢筋的计算判定方法 - Google Patents

一种基于支座排序的梁支座上部钢筋的计算判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，具体公开了一种基于支座排序的梁支座上部钢筋计算判定方法，首先设定支座排序方式，计算及判定出左端悬挑、右端悬挑、两端悬挑以及无悬挑等多种梁跨情况，进而判定出梁支座上部钢筋的生成约束条件，通过约束条件计算出端支座上部钢筋的参数，快速进行梁支座上部钢筋的快速智能化建模。本发明主要是公布了梁支座上部钢筋在各种不同支座的情况下钢筋的参数与支座的相关性，并且打通了钢筋参数与支座参数的直接计算关系。本发明可以快速准确的生成楼层框架梁的支座上部钢筋，形成正确的模型结果，指导施工。可广泛用于各类建模工作，也可以利用本发明进行编写各类语言的BIM软件，进而有效提高建模速度和施工速度。

Description

一种基于支座排序的梁支座上部钢筋的计算判定方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别是一种对楼层框架梁支座上部钢筋的各种参数基于支座排序的智能判定快速建模施工的方法。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真是信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
BIM的建模技术是BIM技术应用的基础，正是因为有建模过程才能完成后面的一系列BIM功能。因此BIM建模的效率以及精度一直是现场施工中对应用BIM技术的一个主要要求。例如Autodesk公司的Revit系列软件，虽然软件本身有强大的建模能力，但是就和施工现场结合的效率而言还需要改进，特别是钢筋建模。水平矩形楼层框架梁是一种最常见的建筑梁构件，水平矩形楼层框架梁支座上部钢筋的设计及施工规则要求多且复杂，目前还没有能够进行水平矩形楼层框架梁支座上部钢筋智能自动建立模型的软件，究其原因是梁支座上部钢筋的各种参数的约束条件十分复杂，难以用计算机语言进行完整的描述，人工建立支座上部钢筋模型需要独立操作和布置，耗费大量的人力物力和时间，且错误率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于支座排序的梁支座上部钢筋的计算判定方法，要解决现有BIM技术和施工结合中智能快速建模时无法准确约束梁支座上部钢筋参数的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要进行钢筋建模的水平直线矩形的楼层框架梁；
步骤二：筛选出当前文档中所有的柱子并求得几何形状数据和空间位置数据，利用类别属性筛选出所有的柱子，并使用碰撞框获得柱子的几何形状数据和空间位置数据；
步骤三：计算梁跨定位线，依据梁所在的直线，考虑由于建模不规范产生的误差，利用直线与梁横截面的交点求得梁跨定位线；
步骤四：计算梁支座上部钢筋定位点，依据是否碰撞筛选出梁的支座，并根据支座的情况求出梁支座上部钢筋定位点；
步骤五：计算梁跨定位线长度，求出步骤三中梁跨定位线的长度；
步骤六：计算梁支座上部钢筋参考线，将步骤四中的每一组的两个定位点连成直线形成梁支座上部钢筋参考线；
步骤七：输入钢筋根数，根据实际工程情况输入梁支座上部钢筋的根数；
步骤八：基于支座排序判断起点弯钩形状，将梁的支座按照一定顺序进行排序，即使是悬挑梁没有支座的一端也需要进行排序，根据起点所在支座的数据情况判定起点弯钩形状；
步骤九：基于支座排序判断终点弯钩形状，将梁的支座按照一定顺序进行排序，即使是悬挑梁没有支座的一端也需要进行排序，根据终点所在支座的数据情况判定起点弯钩形状；
步骤十：计算钢筋定位线，将步骤六中的支座上部钢筋参考线，依据步骤七中用户输入的根数进行等分；
步骤十一：计算钢筋定位线起点延伸长度，将梁的支座按照一定顺序进行排序，即使是悬挑梁没有支座的一端也需要进行排序，依据钢筋定位线起点所在的支座的数据情况，以及左右梁跨的长度计算钢筋定位线起点延伸长度；
步骤十二：计算钢筋定位线终点延伸长度，计算钢筋定位线终点延伸长度，将梁的支座按照一定顺序进行排序，即使是悬挑梁没有支座的一端也需要进行排序，依据钢筋定位线终点所在的支座的数据情况，以及左右梁跨的长度计算钢筋定位线终点延伸长度；
步骤十三：计算不含弯钩的钢筋中心线，将步骤十中钢筋定位线按照步骤十一、十二中的数据进行起点、终点延伸；
步骤十四：形成钢筋模型，根据步骤八、步骤九中得到的弯钩型号，步骤十二中得到的钢筋的中心线以及用户输入的支座上部钢筋根数和直径利用Rebar.ByCurve节点形成钢筋；
步骤十五：对步骤十三中的最终成果的模型进行拆分和编号，提取工程量，生成相应的钢筋下料图纸，根据下料图纸加工或准备构件，然后在现场进行施工安装，最终组成目标实体。
所述步骤一中的梁是楼层框架梁且是水平直线矩形梁。
所述步骤十四中的钢筋模型是利用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件进行建造的模型。
所述步骤中的计算依据是依据国家建筑标准设计图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(16G101-1)中第84页楼层框架梁KL纵向钢筋构造中的支座上部钢筋。
所述步骤中直线的延伸长度1000mm对于一般工程已经够用，如果不够，可适当延长，或者根据工程实际情况求出最大柱子的宽度。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明是利用支座的排序和梁支座上部钢筋参数的规律总结出支座上部钢筋的约束条件，可以快速准确的生成楼层框架梁的支座上部钢筋，形成正确的模型结果。本发明是一种能够使计算机智能地决策建模方法，并快速准确的建模的一种方法。使用时的智能判定分析功能能够在保证建模的速度的同时提高建模的专业化和标准化程度，大幅度提高建模速度，可广泛用于各类建模工作，可以有效地提高建模速度和现场施工速度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是支座上部钢筋总流程图。
图2是计算梁跨定位线流程图。
图3是计算钢筋定位点流程图。
图4是基于支座排序的起点弯钩判断流程图。
图5是基于支座排序的终点弯钩判断流程图。
图6是计算钢筋定位线起点延伸长度流程图。
图7是计算钢筋定位线终点延伸长度流程图。
具体实施方式
实施过程中的模型是利用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件进行建造。
上述发明内容可以通过计算机编程语言实现，下面通过Dynamo的环境下使用DesignScript语言进行实例说明，施工步骤如(参见图1)下：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要进行钢筋建模的水平直线矩形的楼层框架梁。
步骤二：筛选出当前文档中所有的柱子几何形状数据和空间位置数据
1、筛选出文档中所有的柱子；
2、求得所有柱子的碰撞框。
步骤三：计算梁跨定位线(参见图2)
1、求得步骤一中梁所有的表面；
2、求得表面所在的平面；
3、求得平面的法向量；
4、求得梁所在的直线；
5、利用直线的起点和终点求得直线的方向向量；
6、求得法向量和方向向量是否平行的bool值；
7、筛选出bool值为true的梁的表面；
8、求得筛序出来的面和梁所在直线起点的距离；
9、将这些距离按照从小到大将索引排序；
10、按照排序好的索引将筛选出来的梁截面排序；
11、为保证一定能相交将梁所在的直线进行延长1000mm；
12、求得筛选出来的排序过的梁横截面与梁所在直线的交点；
13、将交点的第一个点和第二个点连接，第三个点和第四个连接，以此类推所得到的线就是梁跨的定位线。
步骤四：计算梁支座上部钢筋定位点(参见图3)
1、筛选出文档中所有的柱子；
2、求得所有柱子的碰撞框；
3、将步骤三中求得梁跨的定位线的起点；
4、将柱子的碰撞框和梁跨起点进行碰撞的bool运算；
5、筛选出柱子构件中bool值为true的项；
6、求得柱子所有的表面；
7、求得表面所在平面；
8、求得平面的法向量；
9、将法向量与上述求得的梁的方向向量进行是否平行的bool运算；
10、筛选出表面中bool值为true的表面；
11、将步骤三中求得梁跨的定位线的终点；
12、将柱子的碰撞框和梁跨终点进行碰撞的bool运算；
13、筛选出柱子构件中bool值为true的项；
14、求得柱子所有的表面；
15、求得表面所在平面；
16、求得平面的法向量；
17、将法向量与上述求得的梁的方向向量进行是否平行的bool运算；
18、筛选出表面中bool值为true的表面；
19、提取步终点相交柱子表面的最后一项加到起点相交柱子表面的最后一项。；
20、将梁所在的直线首尾各延长1000mm和上述表面相交得出梁支座上部钢筋定位点。
步骤五：计算梁跨定位线长度
1、求出步骤三中梁跨定位线的长度。
步骤六：计算梁支座上部钢筋参考线
1、将步骤四中的每一组的两个定位点连成直线形成梁支座上部钢筋参考线。
步骤七：输入钢筋根数。
步骤八：基于支座排序判断起点弯钩形状(参见图4)
1、根据步骤六中支座上部钢筋参考线，如果数据为空则输出空值，否则继续判断，如果数据的索引为0则输出“标准-90度”字符串，否则输出“标准-0度”字符串。形成列表A；
2、将列表A中的空值清除；
3、根据列表A中的字符串形成对应的钢筋弯钩的型号，当然这需要在Revit中设定好；
4、将钢筋弯钩型号的数据格式排列成钢筋曲线的数据结构。
步骤九：基于支座排序判断终点弯钩形状(参见图5)
1、根据步骤六中支座上部钢筋参考线，如果数据为空则输出空值，否则继续判断，如果数据的索引为-1则输出“标准-90度”字符串，否则输出“标准-0度”字符串。形成列表A；
2、将列表A中的空值清除；
3、根据列表A中的字符串形成对应的钢筋弯钩的型号，当然这需要在Revit中设定好；
4、将钢筋弯钩型号的数据格式排列成钢筋曲线的数据结构。
步骤十：计算钢筋定位线
1、求出步骤六中的支座上部钢筋参考线的数据里面的空值清除；
2、求出这些参考线的方向向量；
3、求出与这些向量垂直的水平向量V1；
4、将线条分沿着V1方向偏移梁宽的一半减去保护层厚度，将线条沿着V1的反方向偏移梁宽减去两倍的保护层厚度；
5、然后根据步骤七中用户输入的根数进行等分。
步骤十一：计算钢筋定位线起点延伸长度(参见图6)
1、求得步骤四中梁跨定位线的长度；
2、将步骤五中梁跨定位线的长度数据按照梁跨数进行分组变成二位列表；
3、在这组数据的首项加一个0变成列表A；
4、在这组数据的尾项加一个0变成列表B；
5、将列表A和列表B进行比较，如果列表A的元素等于0则输出负保护层厚度，否则继续判断如果A大于B则输出A/4，否则输出B/4，留下保护层厚度的数据接口。
步骤十二：计算钢筋定位线终点延伸长度(参见图7)
1、求得步骤四中梁跨定位线的长度；
2、将步骤五中梁跨定位线的长度数据按照梁跨数进行分组变成二位列表；
3、在这组数据的首项加一个0变成列表A；
4、在这组数据的尾项加一个0变成列表B；
5、将列表B和列表A进行比较，如果列表B的元素等于0则输出负保护层厚度，否则继续判断如果A大于B则输出A/4，否则输出B/4，留下保护层厚度的数据接口。
步骤十三：计算不含弯钩的钢筋中心线
1、将步骤十中钢筋定位线按照步骤十一中的数据进行起点延伸；
2、将步骤十中钢筋定位线按照步骤十二中的数据进行终点延伸形成钢筋中心线。
步骤十四：形成钢筋模型
1、传入步骤八中梁支座上部钢筋的起点弯钩形状族；
2、传入步骤九中梁支座上部钢筋的终点弯钩形状族；
3、传入步骤十二中梁支座上部钢筋的中心线；
4、传入起点弯钩方向“right”字符串；
5、传入终点点弯钩方向“right”字符串；
6、传入Z轴方向向量；
7、输入钢筋型号；
8、传入钢筋样式“标准”；
9、传入所选梁构件的ElementID；
10、使用Rebar.ByCurve函数形成钢筋模型。
步骤十五：对步骤十三中的最终成果的模型进行拆分和编号，提取工程量，生成相应的钢筋下料图纸，根据下料图纸加工或准备构件，然后在现场进行施工安装，最终组成目标实体。
所述所有步骤中的计算和判定是通过是使用DesignScript语言并调用Autodesk公司发布的BIM建模平台Revit软件的应用程序编程接口中的相关函数来实现的。
本发明可试用于所有情况的楼层框架梁中水平直线矩形梁的支座上部钢筋的计算及判定，如：左端悬挑、右端悬挑、两端悬挑、无悬挑等多种情况的钢筋参数都可以使用本发明快速计算及判定，并建立模型根据模型施工。而且可以根据本发明中的方法使用各种语言编写BIM的支座上部钢筋建模插件，进而快速建模，并根据模型施工。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种基于支座排序的梁支座上部钢筋的计算判定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：在已经建立好的结构BIM模型中选中要进行钢筋建模的水平直线矩形的楼层框架梁；
步骤二：筛选出当前文档中所有的柱子并求得几何形状数据和空间位置数据，利用类别属性筛选出所有的柱子，并使用碰撞框获得柱子的几何形状数据和空间位置数据；
步骤三：计算梁跨定位线，依据梁所在的直线，考虑由于建模不规范产生的误差，利用直线与梁横截面的交点求得梁跨定位线；
步骤四：计算梁支座上部钢筋定位点，依据是否碰撞筛选出梁的支座，并根据支座的情况求出梁支座上部钢筋定位点；
步骤五：计算梁跨定位线长度，求出步骤三中梁跨定位线的长度；
步骤六：计算梁支座上部钢筋参考线，将步骤四中的每一组的两个定位点连成直线形成梁支座上部钢筋参考线；
步骤七：输入钢筋根数，根据实际工程情况输入梁支座上部钢筋的根数；
步骤八：基于支座排序判断起点弯钩形状，将梁的支座按照一定顺序进行排序，排序包括悬挑梁没有支座的一端，根据起点所在支座的数据情况判定起点弯钩形状；
步骤九：基于支座排序判断终点弯钩形状，将梁的支座按照一定顺序进行排序，排序包括悬挑梁没有支座的一端，根据终点所在支座的数据情况判定起点弯钩形状；
步骤十：计算钢筋定位线，将步骤六中的支座上部钢筋参考线，依据步骤七中用户输入的根数进行等分；
步骤十一：计算钢筋定位线起点延伸长度，将梁的支座按照一定顺序进行排序，排序包括悬挑梁没有支座的一端，依据钢筋定位线起点所在的支座的数据情况，以及左右梁跨的长度计算钢筋定位线起点延伸长度；
步骤十二：计算钢筋定位线终点延伸长度，计算钢筋定位线终点延伸长度，将梁的支座按照一定顺序进行排序，排序包括悬挑梁没有支座的一端，依据钢筋定位线终点所在的支座的数据情况，以及左右梁跨的长度计算钢筋定位线终点延伸长度；
步骤十三：计算不含弯钩的钢筋中心线，将步骤十中钢筋定位线按照步骤十一、十二中的数据进行起点、终点延伸；
步骤十四：形成钢筋模型，根据步骤八、步骤九中得到的弯钩型号，步骤十二中得到的钢筋的中心线以及用户输入的支座上部钢筋根数和直径利用Rebar.ByCurve节点形成钢筋；
步骤十五：对步骤十三中的最终成果的模型进行拆分和编号，提取工程量，生成相应的钢筋下料图纸，根据下料图纸加工或准备构件，然后在现场进行施工安装，最终组成目标实体。
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