CN110595408B - 一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及消火栓技术领域，且公开了一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，包括输入模块、算法模块和输出模块；其中：输入模块用以实现消火栓暗门参数数据库建立；算法模块用以通过核心暗门算法，实现了满足暗门开启角度要求的暗门门轴位置预测和根据暗门参数计算暗门开启角度功能；输出模块用以输出暗门门轴位置和开启角度计算结果，包括是否正常开启，门轴位置建议，以及开启的角度，当不能正常开启，输出不能开启的原因和对应的设计修改建议。该消火栓暗门门轴位置和开启角度预测方法，通过输入面层材料厚度和洞口深度等参数，即可计算得到门轴的位置建议以及根据暗门设计参数对暗门开启角度进行预测。

Description

一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法
技术领域
本发明涉及消火栓技术领域，具体为一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法。
背景技术
为保证人民生命财产安全，国家规范对消火栓箱门和暗门开启角度做出了明确规定，《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974-2014第12.3.10，消火栓暗门开启角度不小于120°；《消火栓箱》GB14561-2003第5.13.3，消火栓箱门开启角度不小于160°。消火栓暗门开启的关键为暗门门轴位置的设计，其位置应与消火栓洞口深度、完成面厚度和完成面间距等参数相适应，才能使暗门正常开启。
暗门开启的技术方案通常分为设计和施工两个阶段：
在设计阶段，实现消火栓暗门正常开启的技术方案通常是基于绘图软件的旋转功能进行反复试验，确定暗门可以开启的门轴位置，并根据制图软件旋转极限角度，确定暗门开启角度；
在施工阶段，一般是根据图纸的暗门设计方案和现场施工人员经验进行施工安装；
但是在设计阶段，往往通过绘图软件进行穷举试错，寻找合适的方案，这种方法，一方面浪费了设计师大量时间，另一方面在设计出现变更时（比如完成面位置、面层厚度，基层龙骨做法等），需要进行大量重复劳动；
而在施工阶段，现场土建尺寸与图纸往往存在差异，这时就严重依赖于现场施工人员的经验，但暗门开启问题涉及到大量几何计算和方程求解，需要严密计算才能得到最优解，这也导致了工程现场经常出现消火栓暗门开启角度无法达到消防规范要求的情况，导致无法通过消防验收。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，具备简化了设计阶段的工作量，并可在现场根据现场实际土建尺寸，即时给出暗门门轴位置建议和进行暗门开启角度计算等优点，解决了上述的问题。
（二）技术方案
为实现上述简化了设计阶段的工作量，并可在现场根据现场实际土建尺寸，即时给出暗门门轴位置建议等目的，本发明提供如下技术方案：一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，包括输入模块、算法模块和输出模块；
其中：
输入模块用以实现消火栓暗门参数数据库建立；
算法模块用以通过核心暗门算法，实现了满足暗门开启角度要求的暗门门轴位置预测以及根据暗门设计参数计算暗门开启角度功能；
输出模块用以输出暗门开启计算结果，包括是否正常开启，以及开启的角度，当不能正常开启，输出不能开启的原因和对应的设计修改建议。
进一步的，所述算法模块还包括功能A：门轴纵向位置预测，功能B：门轴横向位置预测，以及功能C：暗门设计完成后，进行暗门开启角度预测和验证。
进一步的，所述消火栓暗门参数数据库建立需确定消火栓暗门尺寸参数，包括面层厚度、消防洞口深度、完成面缝隙宽度、门轴纵向距离、门轴横向距离以及暗门开启角度。
进一步的，所述算法模块包含角度判断、阻挡判断和碰撞判断；
其中：
角度判断由暗门开启角度通过门轴横向位置A和纵向位置T之间的算法f（A，T，G）=0所决定给出，对于功能A、B和C有不同的算法形式，分别可以计算出门轴纵向、横向和开启角度，即：
功能A：T=A*tan（（180°-G）/2） （1）
功能B：A=T/tan（（180°-G）/2） （2）
功能C：G=2*arctan（A/T） （3）
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻挡判断算法g（A，S，D，T）>0进行判断；
g（A，S，D，T）=
Figure DEST_PATH_IMAGE002
-A+S>0 （4）
当不等式成立，暗门不会被阻挡，当不等式不成立暗门将被阻挡，对应的返回不同的判断结果；
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻挡判断算法h（T，M，A，S）>0进行判断；
h（T，M，A，S）= （T-M）2+A2-T2-（A-S）2>0 （5）
当不等式成立，暗门不会被相邻面层阻挡，当不成立暗门将被阻挡，对应的返回不同的判断结果给输出模块。
进一步的，所述输出模块输出方法预测结果可分为正常开启、被消防栓阻挡及相邻面层发生碰撞三种情况。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，具备以下有益效果：
1、该消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，通过输入面层材料厚度和洞口深度等参数，基于门轴到相邻板块距离，即可计算得到门轴的纵向位置建议；通过输入面层材料厚度和洞口深度等参数，基于门轴到完成面距离，即可计算得到门轴的横向位置建议；通过输入门轴位置和消防洞口深度和门轴位置，即可对暗门开启角度进行预测。
2、该消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，通过A和B功能，从横向和纵向两个角度，推荐暗门门轴的横向和纵向位置，确定给出满足消防规范暗门开启角度的门轴位置，并且通过功能C，实现暗门开启角度的验证；大大简化了设计阶段的工作量，并可在现场根据现场实际土建尺寸，即时给出暗门门轴位置建议，避免了土建设计尺寸差异和现场人员凭经验可能出现的暗门无法正常开启的情况。
附图说明
图1为本发明暗门开启预测方法功能A示意图；
图2为本发明暗门开启预测方法功能B示意图；
图3为本发明暗门开启预测方法功能C示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，包括输入模块、算法模块和输出模块；
其中：
输入模块用以实现消火栓暗门参数数据库建立；上述消火栓暗门参数数据库建立需确定消火栓暗门尺寸参数，包括面层厚度、消防洞口深度、完成面缝隙宽度、门轴纵向距离、门轴横向距离以及暗门开启角度；
根据暗门设计或施工习惯，如需计算门轴纵向位置则使用功能A（详见图1），如需计算门轴纵向位置则使用功能B（详见图2），设计完成后，可以使用功能C（详见图3）输入门轴位置预测暗门开启角度；
算法模块用以通过核心暗门算法，实现了满足暗门开启角度要求的暗门门轴位置预测；
上述算法模块还包括功能A：门轴纵向位置预测，功能B：门轴横向位置预测，以及功能C：暗门设计完成后，进行暗门开启角度预测和验证
上述算法模块包含角度判断、阻挡判断和碰撞判断；
以下将以三组暗门数据来说明如何使用本发明实现暗门开启预测。
例：
功能A：A = 600 mm; G = 120°; S = 30 mm; M = 20 mm; D=1200 mm；
功能B：T = 346 mm; G = 120°; S = 30 mm; M = 20 mm; D=1200 mm；
功能C：A = 600 mm; T = 346 mm; S = 30 mm; M = 20 mm; D=1200 mm；
其中：
角度判断由暗门开启角度通过门轴横向位置A和纵向位置T之间的算法f（A，T，G）=0所决定给出，对于功能A、B和C有不同的算法形式，分别可以计算出门轴纵向、横向和开启角度，即：
功能A：T=A*tan（（180°-G）/2） （1）
功能B：A=T/tan（（180°-G）/2） （2）
功能C：G=2*arctan（A/T） （3）
例：当使用功能A时，输入A值600和G值120，可计算得到T=600*（tan（180-120）/2）mm=600*（1.732/3） mm=346 mm；
当使用功能B时，输入T值346和G值120，可计算得到A=346/（tan（180-120）/2） mm=346/（1.732/3） mm=600 mm；
当使用功能C时，输入A值600和T值346，可计算得到G= 2*arctan（600/346） °=2*60°=120°；
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻挡判断算法g（A，S，B，M，D，T）>0进行判断；
g（A，S，B，M，D，T）=
Figure 920513DEST_PATH_IMAGE002
-A+S>0 （4）
当不等式成立，暗门不会被阻挡，当不等式不成立暗门将被阻挡，对应的返回不同的判断结果；
例：将角度判断计算的完整结果带入式（4）中，得到g=（（1200-346）2-3462）0.5-600+30=210.77>0。等式成立，因此，按此设计暗门不会被阻挡。
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻挡判断算法h（T，M，A，T，S）>0进行判断；
h（A，S，B，M，D，T）= （T-M）2+A2-T2-（A-S）2>0 （5）
当不等式成立，暗门不会被相邻面层阻挡，当不成立暗门将被阻挡，对应的返回不同的判断结果给输出模块；
例：将角度判断计算的完整结果带入式（5）中，得到h=（346-20）2+6002-3462-（600-30） 2=21660>0；等式成立，因此，暗门不会发生碰撞；综上，此暗门设计可以开启要求角度（120°），并且不会发生消火栓箱阻挡和相邻面层碰撞；
输出模块用以输出暗门开启计算结果，包括是否正常开启，以及开启的角度，当不能正常开启，输出不能开启的原因和对应的设计修改建议；
上述输出模块输出方法预测结果可分为正常开启、被消防栓阻挡及相邻面层发生碰撞三种情况；
正常开启：角度判断输出结果满足开启角度要求，并且通过阻挡判断和碰撞判断，能够正常开启，数据可行及给出门轴位置建议或开启角度结果；
被消火栓阻挡：当无法通过阻挡判断，暗门被消火栓阻挡，不能够正常开启，数据不可行，需对门轴位置进行调整，并给出调整建议；
相邻面层发生碰撞：当无法通过碰撞判断，暗门被相邻面层阻挡，不能够正常开启，数据不可行，需对门轴位置和设计进行调整，并给出调整建议。
综上上述，该消火栓暗门开启角度预测方法，通过输入面层材料厚度和洞口深度等参数，基于门轴到相邻板块距离，即可计算得到门轴的纵向位置建议；通过输入面层材料厚度和洞口深度等参数，基于门轴到完成面距离，即可计算得到门轴的横向位置建议；通过输入门轴位置和消防洞口深度和门轴位置，即可对暗门开启角度进行预测。
该消火栓暗门开启角度预测方法，通过A和B功能，从横向和纵向两个角度，推荐暗门门轴的横向和纵向位置，确定给出满足消防规范暗门开启角度的门轴位置，并且通过功能C，实现暗门开启角度的验证；大大简化了设计阶段的工作量，并可在现场根据现场实际土建尺寸，即时给出暗门门轴位置建议，避免了土建设计尺寸差异和现场人员凭经验可能出现的暗门无法正常开启的情况。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，其特征在于，包括输入模块、算法模块和输出模块；
其中：
输入模块用以实现消火栓暗门参数数据库建立；
算法模块用以通过核心暗门算法，实现了满足暗门开启角度要求的暗门门轴位置预测以及根据暗门设计参数计算暗门开启角度功能；
输出模块用以输出暗门开启计算结果，包括是否正常开启，以及开启的角度，当不能正常开启，输出不能开启的原因和对应的设计修改建议；
所述算法模块包含角度判断、阻挡判断和碰撞判断；
其中：
角度判断由暗门开启角度G通过门轴横向位置A和纵向位置T之间的算法f(A，T，G)＝0所决定给出，对于功能a、b和c有不同的算法形式，分别可以计算出门轴纵向、横向和开启角度，即：
功能a：T＝A*tan((180°-G)/2) (1)
功能b：A＝T/tan((180°-G)/2) (2)
功能c：G＝2*arctan(A/T) (3)
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻挡判断算法进行判断；
阻挡判断：
有切角，
Figure FDA0002999578040000021
M为面层材料厚度；无切角，
Figure FDA0002999578040000022
当不等式成立，暗门不会被阻挡，当不等式不成立暗门将被阻挡，对应的返回不同的判断结果；
在计算暗门位置和开启角度后，通过阻碰撞算法h(T，M，A，S)>0进行判断；
h(T，M，A，S)＝(T-M)2+A2-T2-(A-S)2>0 (5)
当不等式成立，暗门不会被碰撞，当不成立暗门将被碰撞，对应的返回不同的判断结果给输出模块。
2.根据权利要求1所述的一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，其特征在于：所述消火栓暗门参数数据库建立需确定消火栓暗门尺寸参数，包括面层厚度、消防洞口深度、完成面缝隙宽度、门轴纵向距离、门轴横向距离以及暗门开启角度。
3.根据权利要求1所述的一种消火栓暗门门轴位置计算和开启角度预测方法，其特征在于：所述输出模块输出方法预测结果可分为正常开启、被消防栓阻挡及相邻面层发生碰撞三种情况。
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