CN110162856B - 一种基于dynamo的梁箍筋智能化生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种基于dynamo的梁箍筋智能化生成方法，其步骤主要包括依据梁的一侧截面求得箍筋的定位点，生成箍筋定位曲线，关联梁的长度生成箍筋定位曲线的偏移距离，再依据用户输入的箍筋肢数、间距、箍筋直径智能生成对应肢数的箍筋定位曲线，通过偏移距离快速生成箍筋曲线，最终生成箍筋模型。本发明是在主流BIM软件Revit的可视化编程插件Dynamo上操作，利用计算机编程语句，实现了梁箍筋的准确定位，粱箍筋在不同肢数情况下的准确生成对应箍筋以及粱箍筋在多根梁上同时批量快速生成。本发明可以很好的提高梁箍筋的建模速度，同时具有提高粱箍筋现场加工精度以及提高施工效率等优点。

Description

一种基于dynamo的梁箍筋智能化生成方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工技术领域，特别是一种基于BIM技术，对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)中楼层框架梁的箍筋进行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实信息。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箍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箍筋智能自动建立模型的软件，人工建立箍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dynamo的梁箍筋智能化生成方法，要解决现有BIM技术和施工结合中，效率低下费时费工的技术问题。

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: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；

步骤三：计算梁跨定位线长度，求出步骤二中梁跨定位线的长度；

步骤四：计算位于横截面上生成箍筋的四个参考点位，求出与梁所在直线垂直的端面的四个顶点，将顶点偏移得到生成箍筋的四个参考点位；

步骤五：计算位于横截面上生成二肢箍筋所需的五个定位点，将四个参考点位中位于左上的参考点偏移得到两个定位点，两个定位点与剩余的三个参考点组成生成二肢箍筋所需的五个定位点；

步骤六：生成位于横截面上的一根二肢箍定位线，提取步骤五的五个定位点生成位于横截面上的二肢箍筋定位线；

步骤七：输入钢筋肢数，根据工程实际输入钢筋肢数；

步骤八：生成对应肢数的箍筋定位线，提取步骤四的生成箍筋的四个参考点位，依据步骤七中输入的钢筋肢数，执行对应肢数的指令，生成对应肢数的箍筋定位线(参见图4)；

步骤九：输入箍筋间距信息，依据工程实际输入箍筋间距信息；

步骤十：计算箍筋偏移距离，依据步骤九的输入的箍筋间距信息，判断为普通箍筋或加密箍筋，在依据判断的结果，配合步骤三的梁跨定位线长度，计算箍筋偏移距离(参见图5)；

步骤十一：计算二肢箍筋的箍筋中心线，依据步骤十生成的箍筋偏移距离以及步骤六的位于横截面上的二肢箍定位线，偏移生成整条梁上的二肢箍筋中心线；

步骤十二：计算多肢箍筋的箍筋中心线，依据步骤十生成的箍筋偏移距离以及步骤八的位于横截面上的多肢箍定位线，偏移生成整条梁上的多肢箍筋中心线；

步骤十三：计算箍筋中心线，将步骤十一的二肢箍筋中心线以及步骤十二的多肢箍筋中心线对应合并，得到所有箍筋的中心线；

步骤十四：得到生成箍筋所需的方向向量，依据步骤十三的箍筋中心线，生成箍筋所需的方向向量；

步骤十五：形成钢筋模型，根据步骤十三中得到的钢筋中心线，步骤十四得到的向量以及输入的钢筋型号、弯钩方向以及弯钩形状，利用Rebar.ByCurve节点形成箍筋；

步骤十六：对步骤十五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。

所述步骤二中的梁是楼层框架梁且是水平直线矩形梁。

所述步骤十五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)。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明是在主流BIM软件Revit的可视化编程插件Dynamo上操作，通过计算机编程，智能地计算分析数据并判断返回结果，可以快速准确的生成楼层框架梁的箍筋，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是生成箍筋总流程图。

图2是计算梁跨定位线流程图。

图3是计算位于横截面上生成箍筋的四个参考点位流程图。

图4是计算对应肢数的多肢箍筋定位线流程图。

图5是计算箍筋偏移距离流程图。

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，在Dynamo的环境下使用DesignScript语言进行编程，施工步骤如下(参见图1)：

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: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。

步骤三：计算梁跨定位线长度

1、求出步骤二中梁跨定位线的长度。

步骤四：计算位于横截面上生成箍筋的四个参考点位(参见图3)

1、提取步骤二求得的梁所在直线和排过序的梁横截面；

2、将两者相交，得到其交点p；

3、将点p沿着梁横截面上的水平方向向量偏移b/2的距离得到p3，b为梁宽；

4、将p3沿着垂直方向向量的反向量偏移h的距离得到p2，h为梁高；

5、将p2沿着梁横截面上的水平方向向量的反方向量偏移b的距离得到p1；

6、将p1沿着垂直方向的向量偏移h的距离得到p4，

7、将p1沿向量p1p3方向偏移Math.Sqrt(2)*(c+d/2)的距离，得到点m1，c为保护层厚度，d为钢筋直径；

8、将p2沿向量p2p4方向偏移Math.Sqrt(2)*(c+d/2)的距离，得到点m2；

9、将p3沿向量p3p1方向偏移Math.Sqrt(2)*(c+d/2)的距离，得到点m3；

10、将p4沿向量p4p2方向偏移Math.Sqrt(2)*(c+d/2)的距离，得到点m4；

11、m1，m2，m3，m4四点作为生成箍筋的四个参考点位；

步骤五：计算位于横截面上生成二肢箍筋所需的五个定位点

1、提取步骤四中的m4点；

2、将m4以Z轴的向量为方向向量偏移一个合适距离为m5；

3、将m4以梁横截面上的水平方向向量的反方向量偏移一个合适距离为m6；

4、按照m5，m1，m2，m3，m6的顺序将五个定位点放在一个列表中。

步骤六：生成位于横截面上的一根二肢箍定位线

1、提取步骤五的五个定位点连成一条线段，即为一根二肢箍定位线。

步骤七：输入钢筋肢数

1、根据工程实际输入钢筋肢数。

步骤八：生成对应肢数的箍筋定位线(参见图4)

1、提取步骤四中的m4，m3连成直线作为上部边线L1；

2、提取步骤四中的m2，m1连成直线作为下部边线L2；

3、依据用户输入的箍筋肢数进行判断；

4、当肢数为3，将L1,L2分别兩等分得到三个点，分别提取L1,L2的第二点连成直线，即为三肢箍定位线；

5、当肢数为4，将L1,L2分别三等分得到四个点，分别提取L1,L2的第二点和第三点，将四点依顺时针或逆时针顺序依次连成矩形，即为四肢箍定位线；

6、当肢数为5，将L1,L2分别四等分得到五个点，分别提取L1,L2的第二点连成直线，分别提取L1,L2的第三点和第四点，将四点依顺时针或逆时针顺序依次连成矩形，将直线与矩形合并入一个列表中，即为五肢箍定位线；

7、当肢数为6，将L1,L2分别五等分得到六个点，分别提取L1,L2的第二点和第三点，将四点依顺时针或逆时针顺序依次连成矩形，分别提取L1,L2的第三点和第四点，将四点依顺时针或逆时针顺序依次连成矩形，将两个矩形合并入一个列表中，即为六肢箍定位线。

步骤九：输入箍筋间距信息

1、依据工程实际输入箍筋间距信息。

步骤十：计算箍筋偏移距离(参见图5)

1、依据步骤九的输入的箍筋间距信息，判断为普通箍筋或加密箍筋；

2、若判断为普通箍筋，用户输入间距为d，提取步骤三的梁跨定位线长度l；

3、以0为起始值，梁长l为终点值，间距为的d，得到普通箍筋偏移距离列表A；

4、若判断为加密箍筋，加密区间距为d1，非加密区间距为d2，提取步骤三的梁跨定位线长度l；

5、依据图集规则，求出加密区长度a，非加密区长度b；

6、以0为起始值，a为终点值，间距为的d1，得到加密1区列表B1；

7、以a+d2为起始值，a+b为终点值，间距为的d2，得到非加密区列表B2；

8、以b+d2为起始值，l为终点值，间距为的d1，得到加密区列表B3；

9、将列表B1、列表B2、列表B3依次合并，即为加密箍筋偏移列表B。

10、将得到的箍筋偏移列表内的数据依次加上保护层厚度，为最终的箍筋偏移距离。

步骤十一：计算二肢箍筋的箍筋中心线

1、提取步骤十生成的箍筋偏移距离；

2、步骤六的位于横截面上的二肢箍定位线；

3、偏移生成整条梁上的二肢箍筋中心线；

步骤十二：计算多肢箍筋的箍筋中心线

1、提取步骤十生成的箍筋偏移距离；

2、步骤八的位于横截面上的多肢箍定位线；

3、偏移生成整条梁上的多肢箍筋中心线；

步骤十三：计算箍筋中心线

1、将步骤十一的二肢箍筋中心线以及步骤十二的多肢箍筋中心线对应合并。

步骤十四：得到生成箍筋所需的方向向量

1、提取步骤十三的箍筋中心线的中心线，得到其起点；

2、提取步骤十三的箍筋中心线的中心线，得到其终点；

3、将终点沿梁所在直线的方向向量偏移一定距离，得到另外一点；

4、通过以上三点生成一个平面

5、得到平面的法向量，即为生成钢筋所需向量。

步骤十五：形成钢筋模型

1、传入步骤十三中上箍筋的中心线；

2、传入起点弯钩方向字符串；

3、传入终点点弯钩方向字符串；

4、传入步骤十四的生成箍筋所需向量；

5、输入钢筋型号；

6、传入钢筋样式“箍筋”；

7、传入所选梁构件的ElementID；

8、传入弯钩形状族；

9、使用Rebar.ByCurve函数形成箍筋模型。

步骤十六：对步骤十五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箍筋建模过程，不论梁箍筋的肢数的值为多少，都可以使用本发明快速建模，并根据模型施工。并且可以根据本发明中的方法使用各种语言编写BIM的箍钢筋建模插件，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dynamo的梁箍筋智能化生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

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：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；

步骤三：计算梁跨定位线长度，求出步骤二中梁跨定位线的长度；

步骤四：计算位于横截面上生成箍筋的四个参考点位，求出与梁所在直线垂直的端面的四个顶点，将顶点偏移得到生成箍筋的四个参考点位；

步骤五：计算位于横截面上生成二肢箍筋所需的五个定位点，将四个参考点位中位于左上的参考点偏移得到两个定位点，两个定位点与剩余的三个参考点组成生成二肢箍筋所需的五个定位点；

步骤六：生成位于横截面上的一根二肢箍定位线，提取步骤五的五个定位点生成位于横截面上的二肢箍筋定位线；

步骤七：输入钢筋肢数，根据工程实际输入钢筋肢数；

步骤八：生成对应肢数的箍筋定位线，提取步骤四的生成箍筋的四个参考点位，依据步骤七中输入的钢筋肢数，执行对应肢数的指令，生成对应肢数的箍筋定位线；

步骤九：输入箍筋间距信息，依据工程实际输入箍筋间距信息；

步骤十：计算箍筋偏移距离，依据步骤九的输入的箍筋间距信息，判断为普通箍筋或加密箍筋，在依据判断的结果，配合步骤三的梁跨定位线长度，计算箍筋偏移距离；

步骤十一：计算二肢箍筋的箍筋中心线，依据步骤十生成的箍筋偏移距离以及步骤六的位于横截面上的二肢箍定位线，偏移生成整条梁上的二肢箍筋中心线；

步骤十二：计算多肢箍筋的箍筋中心线，依据步骤十生成的箍筋偏移距离以及步骤八的位于横截面上的多肢箍定位线，偏移生成整条梁上的多肢箍筋中心线；

步骤十三：计算箍筋中心线，将步骤十一的二肢箍筋中心线以及步骤十二的多肢箍筋中心线对应合并，得到所有箍筋的中心线；

步骤十四：得到生成箍筋所需的方向向量，依据步骤十三的箍筋中心线，生成箍筋所需的方向向量；

步骤十五：形成钢筋模型，根据步骤十三中得到的钢筋中心线，步骤十四得到的向量以及输入的钢筋型号、弯钩方向以及弯钩形状，利用Rebar.ByCurve节点形成箍筋；

步骤十六：对步骤十五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。

Images