CN111027120A - 异型体三维配筋方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异型体三维配筋方法、装置、电子设备及存储介质，其中，该方法包括：获取异型体的三维模型数据；根据三维模型数据对异型体的各个表面进行初始配筋操作；对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，预处理包括：根据预定基准边对各相邻面的钢筋进行排布调整操作；对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成异型体的整体三维配筋，融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。通过本发明，可以快速完成异型体的相邻面钢筋的融合，从而可以提高三维配筋软件的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金业务领域，具体涉及一种异型体三维配筋方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在冶金业务领域中，成套机械设备混凝土基础结构外形复杂，基础标高及深度变化大，内部多带有空腔。基础承受的重载包括垂直力、倾翻力矩、扭转力矩等，对于这种结构统称为异型体。异性体结构各个方向外部及内部表面众多，各表面位置、高度及角度均有不同程度变化，某些表面为曲面，因此，配筋也随着异型体各内外表面的变化进行着转折起伏的变化。
对于异型体结构的三维配筋，通常采取面配筋或二维截面推导组合的方法。无论采用何种三维配筋方法，都需要解决异型体面与面转折交界处钢筋的自动融合问题。目前，很多配筋软件采用手动输入参数进行钢筋的融合处理，对于结构复杂的异型体而言，需要大量的手动操作来完成钢筋的融合，这直接导致了软件三维配筋功能使用效率低或适应性差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种异型体三维配筋方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述提及的目前的配筋软件需要手动操作实现钢筋融合而导致的软件配筋功能使用效率低的问题。
根据本发明的第一方面，提供一种异型体三维配筋方法，该方法包括：获取异型体的三维模型数据；根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
根据本发明的第二方面，提供一种异型体三维配筋装置，该装置包括：模型数据获取单元，用于获取异型体的三维模型数据；初始配筋单元，用于根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；预处理单元，用于对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；融合操作单元，用于对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
根据本发明的第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述异型体三维配筋方法的步骤。
根据本发明的第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述异型体三维配筋方法的步骤。
由上述技术方案可知，通过根据获取的异型体三维模型数据，对异型体的各个表面进行初始配筋操作并对相邻面的钢筋进行预处理，之后对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作来生成异型体的整体三维配筋，相比于现有技术中通过手动操作对各相邻面的钢筋进行融合处理，本发明可以快速完成异型体的相邻面钢筋的融合，从而可以提高三维配筋软件的使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的异型体三维配筋方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的异型体三维配筋方法的详细流程图；
图3是根据本发明实施例的带空腔异型体三维配筋的示意图；
图4是根据本发明实施例的异型体三维配筋装置的结构框图；
图5是根据本发明实施例的预处理单元43的结构框图；
图6是根据本发明实施例的融合操作单元44的结构框图；
图7是根据本发明实施例的异型体三维配筋装置的详细结构框图；
图8是根据本发明实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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作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。
由于目前的配筋软件需要手动操作来实现钢筋融合，导致了软件配筋功能使用效率较低，基于此，本发明实施例提供一种异型体三维配筋方案，以提高三维配筋软件的使用效率。
图1是根据本发明实施例的异型体三维配筋方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101，获取异型体的三维模型数据；
步骤102，根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；初始配筋可以采用参数驱动的三维面配筋的方法，即通过指定钢筋直径及间距以及保护层厚度的方式，在异型体每个表面配置双向钢筋网。此时生成的针对异型体各个表面的初始配筋是互相独立的。
步骤103，对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边或基准线对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；。
步骤104，对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
通过根据获取的异型体三维模型数据，对异型体的各个表面进行初始配筋操作并对相邻面的钢筋进行预处理，之后对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作来生成异型体的整体三维配筋，相比于现有技术中通过手动操作对各相邻面的钢筋进行融合操作，本发明实施例可以快速完成异型体的相邻面钢筋的融合，从而可以提高三维配筋软件的使用效率。
在一个实施例中，本发明实施例提供的异型体三维配筋方法可以应用于Bentley(三维设计平台)平台的BIM(Building Information Modeling，建筑全信息模型)三维协同设计中，通过本发明实施例，可以显著提升利用配筋软件进行异型体三维配筋及二维出图的效率，并可用于规范混凝土结构配筋设计，促进BIM全生命周期管理在工程项目设计、施工、运维阶段的运用。
本发明实施例优选地应用于对Bentley平台混凝土结构三维配筋软件PPST(PowerProStructure)的二次开发，通过本发明实施例的异型体三维配筋方法，配筋软件可以将各自独立的面配筋融为一体，完成相邻面钢筋的融合。以下基于Bentley平台混凝土结构三维配筋软件PPST来详细描述本发明实施例。
图2是根据本发明实施例的异型体三维配筋方法的详细流程图，如图2所示，该流程包括：
步骤201，将异型体三维模型导入三维配筋软件PPST中，读取结构外形、参数、环境信息、材料信息等，在实际操作中，用户可以进行补充录入参数的操作。
步骤202，通过批量选取或划分属性等方式，对异型体结构各个表面进行初始配筋操作，也就是进行参数驱动三维面配筋操作，或者按照截面交线方式求取与截面线平行的钢筋线，三个方向交汇生成三维钢筋网。此时生成的原始三维配筋的各个面配筋是互相独立的，相邻面钢筋之间的关联方式还不正确，即各个面的三维配筋还没有融合生成整体的三维配筋模型。
步骤203，在对异型体进行相邻面钢筋进行融合操作之前，需要对相邻面钢筋进行融合前的预处理，以使相邻面尽量多的钢筋对齐，以便后续对钢筋进行连接、搭接或锚固的融合处理，与现场施工原则相符。
这里的预处理包括：对于边部齐平的相邻面，以齐平边为基准按照间距进行钢筋排布的调整，对于仅中心对齐或边部、中心均不对齐的相邻面，以其中两个相邻边之一的中心作为基准进行钢筋排布的调整。
步骤204，相邻面钢筋的融合操作，该操作支持对不同配筋模式下的相邻面钢筋的自动融合。对于异型体外部及内部空腔表面，无论平面或曲面，都可以根据本发明实施例的融合操作完成相邻面钢筋的直接连接、互相搭接或互相锚固，使各个独立的面钢筋正确融合成异型体整体的三维配筋。
具体地，首先定义异型体结构的阴角阳角，阳角定义为外凸的角，阴角定义为凹陷的角，阳角和阴角均不局限于90°直角，对于锐角、钝角、曲面与平面、曲面与曲面交角同样适用。
当对结构外部各表面进行相邻面钢筋的融合时，对于结构的阳角交界处(即，阳角相邻面)钢筋进行相同钢筋的直接连接或不同钢筋的互相搭接，这里的相同钢筋是指钢筋的直径和间距均相同。对于结构阴角交界处钢筋进行钢筋的互相锚固处理。搭接长度(ll、llE)及锚固长度(la、laE)可以根据《混凝土结构设计规范》中的规定取钢筋直径的确定倍数来确定。这里的融合规则可以存储于软件后台数据库，在使用的时候由钢筋直径及抗震等级参数驱动直接提取调用。
当对带有空腔的结构内部进行空腔周边相邻面钢筋的融合时，对空腔的阳角(即，外部结构的阴角)进行钢筋的互相锚固处理，对空腔的阴角(即，外部结构的阳角)进行相同钢筋的直接连接或不同钢筋的互相搭接处理。
图3是根据本发明实施例的带空腔异型体三维配筋的示意图，如图3所示，1为结构阳角，相邻面相同钢筋为直接连接；2为结构阳角，相邻面不同钢筋为互相搭接；3为结构阴角，相邻面钢筋为互相锚固；4为结构阳角(空腔阴角)，相邻面相同钢筋为直接连接；5为结构阳角(空腔阴角)，相邻面不同钢筋为互相搭接；6为结构阴角(空腔阳角)，相邻面钢筋为互相锚固。
在实际操作中，可以将上述相邻面钢筋融合规则设置为软件后台的自动程序，当面钢筋完成配置后，可以通过程序及参数驱动的后台数据库自动进行相邻面钢筋的融合处理，相对于手动或参数化的输入操作，可以显著提升三维面钢筋的融合效率，从而提升三维配筋的使用效率。
步骤205-步骤207，异型体三维配筋融合生成整体的三维配筋后，可以对配筋进行修改。例如，当修改某一表面双向配筋的直径或间距之后，根据上述钢筋融合规则，会重新计算相邻面的钢筋关联方式，之后对相邻面钢筋进行预处理、再次融合操作，完成整体结构三维配筋的修改。
步骤208，根据三维配筋模型统计各类型钢筋长度、数量，汇总材料表，进行工程项目全生命周期的管理，也就是说，将软件设计中的配筋结果及数据应用在施工管理、采购及项目运维中。
步骤209，由三维模型结构及配筋模型生成二维配筋视图，二维配筋视图可以根据三维模型修改进行实时更新；之后，根据二维配筋视图生成混凝土结构二维配筋施工图，从而可以实现混凝土结构三维到二维的配筋设计。
由以上描述可知，对实心或带空腔的异型体结构进行参数驱动的三维面配筋或二维截面推导组合方式生成原始状态三维配筋之后，各相邻面的钢筋相互关系还不正确，还没有正确的融合，通过上述的预处理和融合操作可以实现异型体整体的三维配筋。相比于现有技术中的需要手动处理来实现钢筋的融合，本发明实施例可以快速准确的完成相邻面钢筋的融合，从而可以提高三维配筋软件的使用效率。
基于相似的发明构思，本发明实施例还提供一种异型体三维配筋装置，该装置优选地用于实现上述的方法实施例。
图4是根据本发明实施例的异型体三维配筋装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：模型数据获取单元41、初始配筋单元42、预处理单元43以及融合操作单元44，其中：
模型数据获取单元41，用于获取异型体的三维模型数据；
初始配筋单元42，用于根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；
预处理单元43，用于对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；
融合操作单元44，用于对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
通过初始配筋单元42根据模型数据获取单元41获取的异型体三维模型数据，对异型体的各个表面进行初始配筋操作以及预处理单元43对相邻面的钢筋进行预处理，之后融合操作单元44对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作来生成异型体的整体三维配筋，相比于现有技术中通过手动操作对各相邻面的钢筋进行融合处理，本发明实施例可以快速完成异型体的相邻面钢筋的融合，从而可以提高三维配筋软件的使用效率。
如图5所示，预处理单元43可以包括：第一排布调整模块431和第二排布调整模块432，其中：
第一排布调整模块431，用于对于边部齐平的相邻面，将齐平边作为基准边对该边部齐平的相邻面的钢筋进行排布调整操作；
第二排布调整模块432，用于对于非边部齐平的相邻面，以相邻面的其中之一相邻边中心为基准边对相邻面的钢筋进行排布调整操作。
如图6所示，融合操作单元44可以包括：第一融合操作模块441和第二融合操作模块442，其中：
第一融合操作模块441，用于对所述异型体结构外部的阳角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阴角相邻面的钢筋进行直接连接或者互相搭接的融合操作。
具体而言，第一融合操作模块441包括：连接操作子模块4411和搭接操作子模块4412，其中：
连接操作子模块4411，用于当相邻面钢筋为相同钢筋时，对相邻面钢筋进行直接连接的融合操作，其中，所述相同钢筋为直径和间距相同的钢筋；
搭接操作子模块4412，用于当相邻面钢筋为不同钢筋时，对相邻面钢筋进行互相搭接的融合操作。
第二融合操作模块442，用于对所述异型体结构外部的阴角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阳角相邻面的钢筋进行互相锚固的融合操作。
在实际操作中，如图7所示，上述装置还包括：二维配筋视图生成单元45和二维配筋施工图生成单元46，其中：
二维配筋视图生成单元45，用于根据所述异型体的三维模型数据和整体三维配筋生成二维配筋视图；
二维配筋施工图生成单元46，用于根据所述二维配筋视图生成混凝土结构二维配筋施工图。
通过模型数据获取单元41、初始配筋单元42、预处理单元43以及融合操作单元44实现异型体整体的三维配筋之后，二维配筋视图生成单元45和二维配筋施工图生成单元46可以实现混凝土结构三维到二维的配筋设计，便于后期的施工。
上述各单元、各模块、各子模块的具体实施过程，可以参见上述方法实施例中的描述，此处不再赘述。
在具体实施过程中，上述各单元、各模块、各子模块可以单一设置或者合一设置，本发明不限于此。
图8是根据本发明实施例的电子设备的示意图。图8所示的电子设备为通用数据处理装置，其包括通用的计算机硬件结构，其至少包括处理器801和存储器802。处理器801和存储器802通过总线803连接。存储器802适于存储处理器801可执行的一条或多条指令或程序。该一条或多条指令或程序被处理器801执行以实现上述异型体三维配筋方法中的步骤。
上述处理器801可以是独立的微处理器，也可以是一个或者多个微处理器集合。由此，处理器801通过执行存储器802所存储的命令，从而执行如上所述的本发明实施例的方法流程实现对于数据的处理和对于其他装置的控制。总线803将上述多个组件连接在一起，同时将上述组件连接到显示控制器804和显示装置以及输入/输出(I/O)装置805。输入/输出(I/O)装置805可以是鼠标、键盘、调制解调器、网络接口、触控输入装置、体感输入装置、打印机以及本领域公知的其他装置。典型地，输入/输出(I/O)装置805通过输入/输出(I/O)控制器806与系统相连。
其中，存储器802可以存储软件组件，例如操作系统、通信模块、交互模块以及应用程序。以上所述的每个模块和应用程序都对应于完成一个或多个功能和在发明实施例中描述的方法的一组可执行程序指令。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现上述异型体三维配筋方法的步骤。
综上所述，本发明实施例提供的异型体三维配筋方案可以应用于对异型体(外形复杂的混凝土结构)的快捷三维配筋设计中，能够快速实现对结构中所有互成转角的相邻面的三维钢筋的互相连接、搭接或锚固的融合处理，从而可以快速准确地实现异型体结构相邻面钢筋的自动融合。三维配筋软件通过应用本发明实施例可以将互相独立的三维面配筋快速融合为整体结构的三维配筋，能够在很大程度上提升异型体结构的三维配筋效率。
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种异型体三维配筋方法，其特征在于，所述方法包括：
获取异型体的三维模型数据；
根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；
对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；
对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
2.根据权利要求1所述的异型体三维配筋方法，其特征在于，根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作包括：
对于边部齐平的相邻面，将齐平边作为基准边对该边部齐平的相邻面的钢筋进行排布调整操作；否则，
以相邻面的其中之一相邻边中心为基准边对相邻面的钢筋进行排布调整操作。
3.根据权利要求1所述的异型体三维配筋方法，其特征在于，对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作包括：
对所述异型体结构外部的阳角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阴角相邻面的钢筋进行直接连接或者互相搭接的融合操作；
对所述异型体结构外部的阴角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阳角相邻面的钢筋进行互相锚固的融合操作。
4.根据权利要求3所述的异型体三维配筋方法，其特征在于，对相邻面钢筋进行直接连接或者互相搭接的融合操作包括：
当相邻面钢筋为相同钢筋时，对相邻面钢筋进行直接连接的融合操作，其中，所述相同钢筋为直径和间距均相同的钢筋；否则，
对相邻面钢筋进行互相搭接的融合操作。
5.根据权利要求1所述的异型体三维配筋方法，其特征在于，生成所述异型体的整体三维配筋之后，所述方法还包括：
根据所述异型体的三维模型数据和整体三维配筋生成二维配筋视图；
根据所述二维配筋视图生成混凝土结构二维配筋施工图。
6.一种异型体三维配筋装置，其特征在于，所述装置包括：
模型数据获取单元，用于获取异型体的三维模型数据；
初始配筋单元，用于根据所述三维模型数据对所述异型体的各个表面进行初始配筋操作；
预处理单元，用于对初始配筋后的各相邻面的钢筋进行预处理，所述预处理包括：根据预定基准边对所述各相邻面的钢筋进行排布调整操作；
融合操作单元，用于对预处理后的各相邻面的钢筋进行融合操作以生成所述异型体的整体三维配筋，所述融合操作包括以下之一：直接连接、互相搭接、互相锚固。
7.根据权利要求6所述的异型体三维配筋装置，其特征在于，所述预处理单元包括：
第一排布调整模块，用于对于边部齐平的相邻面，将齐平边作为基准边对该边部齐平的相邻面的钢筋进行排布调整操作；
第二排布调整模块，用于对于非边部齐平的相邻面，以相邻面的其中之一相邻边中心为基准边对相邻面的钢筋进行排布调整操作。
8.根据权利要求6所述的异型体三维配筋装置，其特征在于，所述融合操作单元包括：
第一融合操作模块，用于对所述异型体结构外部的阳角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阴角相邻面的钢筋进行直接连接或者互相搭接的融合操作；
第二融合操作模块，用于对所述异型体结构外部的阴角相邻面的钢筋、所述异型体的内部空腔结构的阳角相邻面的钢筋进行互相锚固的融合操作。
9.根据权利要求8所述的异型体三维配筋装置，其特征在于，第一融合操作模块包括：
连接操作子模块，用于当相邻面钢筋为相同钢筋时，对相邻面钢筋进行直接连接的融合操作，其中，所述相同钢筋为直径和间距相同的钢筋；
搭接操作子模块，用于当相邻面钢筋为不同钢筋时，对相邻面钢筋进行互相搭接的融合操作。
10.根据权利要求6所述的异型体三维配筋装置，其特征在于，所述装置还包括：
二维配筋视图生成单元，用于根据所述异型体的三维模型数据和整体三维配筋生成二维配筋视图；
二维配筋施工图生成单元，用于根据所述二维配筋视图生成混凝土结构二维配筋施工图。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5中任一项所述异型体三维配筋方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述异型体三维配筋方法的步骤。
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