CN111985024B - 一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备 - Google Patents

一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及工程应用技术领域，特别是涉及一种调整建筑结的原始结构设计模型；从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；若是，则输出所述新结构设计模型的方法，对建筑结构的构件进行调整，使其尺寸合理以及优化构件截面，从而不需要人工计算即可节省物料，进而降低造价，非常方便。

Description

一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及工程应用技术领域，特别是涉及一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备。
背景技术
随着房地产市场发展，地价、人工、建筑材料等各种开发成本不断增加，销售价格也随之上升，这不仅加大了销售的难度，也加大了房地产开发上下游企业运营和管理的难度。随着科学技术的发展和成本控制措施越来越严格，为了能节省工程造价，若在建设之初就对原始的结构设计模型进行优化，通过更优秀的结构设计，在保证安全性不变甚至更安全的前提下减少建筑材料使用量，就能达到降低工程造价的目的。
但是，本发明的发明人在实现本发明实施例的过程中，发现：目前，对原始的结构设计模型进行优化，需要依赖结构工程师的经验、耗时长且需要重复验算。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种调整建筑结构的构件的方法，包括：接收所述建筑结构的原始结构设计模型；从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；若是，则输出所述新结构设计模型。
在一种可选的方式中，所述方法还包括：若所述新结构设计模型不符合工程规范，则根据所述工程规范，利用所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型，直至所述新结构设计模型符合所述工程规范。
在一种可选的方式中，所述预设的截面优化算法包括梁优化算法、柱优化算法和剪力墙优化算法；所述根据预设的截面优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量的步骤，进一步包括：识别所述构件的类型是梁、柱还是剪力墙；若为梁，则根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面；若为柱，则根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面；若为剪力墙，则根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面。
在一种可选的方式中，所述根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面的步骤，进一步包括：识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高。
在一种可选的方式中，所述根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面的步骤，进一步包括：识别所述柱的截面宽和柱的截面高；根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高对应组成的柱截面积的待选择配筋率；判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
在一种可选的方式中，所述根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量的步骤，进一步包括：根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种调整建筑结构的构件的装置，包括：接收模块，用于接收所述建筑结构的原始结构设计模型；提取模块，用于从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；调整模块，用于根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；生成模块，用于根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证模块，用于验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；输出模块，用于若所述新结构设计模型符合工程规范，则输出所述新结构设计模型。
在一种可选的方式中，若所述新结构设计模型不符合工程规范，则根据所述工程规范，利用所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型，直至所述新结构设计模型符合所述工程规范。
在一种可选的方式中，所述调整模块包括：识别单元，用于识别所述构件的类型是梁、柱还是剪力墙；第一调整单元，用于若所述构件为梁，则根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面；第二调整单元，用于若所述构件为柱，则根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面；第三调整单元，用于若所述构件为剪力墙，则根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面。
在一种可选的方式中，所述第一调整单元具体用于：识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高。
在一种可选的方式中，所述第二调整单元具体用于：识别所述柱的截面宽和柱的截面高；根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积对应的待选择配筋率；判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
在一种可选的方式中，所述调整模块还包括：第一获取单元，用于根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；第二获取单元，用于根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；第三获取单元，用于根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；计算单元，用于根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有的调整建筑结构的构件的方法，本发明实施例通过接收所述建筑结构的原始结构设计模型；从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；若是，则输出所述新结构设计模型的方法，对建筑结构的构件进行调整，使其尺寸合理以及优化构件截面，从而不需要人工计算即可节省物料，进而降低造价，非常方便。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种调整建筑结构的构件的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种调整构件的构件截面的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种调整建筑结构的构件的装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的执行调整建筑结构的构件的方法的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种调整建筑结构的构件的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S101，接收所述建筑结构的原始结构设计模型。
在建筑工程中，建筑结构的是指由各种构件(屋架、梁、板、柱、剪力墙等)组成的能够承受各种作用的体系。所谓作用是指能够引起体系产生内力和变形的各种因素，如荷载、地震、温度变化以及基础沉降等因素。
原始结构设计模型是指由设计师设计的建筑结构模型，根据实际的结构特性设定成为相关的结构设计参数，记录着建筑结构中构件的各类数据信息。
步骤S102，从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息。
其中，所述数据信息包括构件截面高、截面宽、构件坐标、工程量、最小配筋率、最大配筋率、当前配筋率、构件类型等。配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效截面积之比。当前配筋率即所述原始结构设计模型中记录的构件的配筋率。
步骤S103，根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量。
预设的截面优化算法包括梁优化算法、柱优化算法和剪力墙优化算法。利用预设的截面优化算法，通过调整构件的构件截面，一方面使调整后的构件的尺寸更加合理，另一方面通过优化所述构件截面节省物料，进而降低造价。具体的，请参阅图2，步骤S103包括：
步骤S1031，识别所述构件的类型是梁、柱还是剪力墙，若为梁则执行步骤S1032，若为柱则执行步骤S1033，若为剪力墙则执行步骤S1034。
对于不同类型的构件，其截面优化算法不同，但最终都需要调整构件截面，进而调整所述构件的总的钢筋使用量。
步骤S1032，根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面。
所述根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面的方法可以有很多种，例如，识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高。
具体的，所述计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值的公式为：
G1＝Pc*L*H-Ps*Vs/B；
G2＝Pc*L*B-Ps*Vs/H；
其中，G1为所述梁在宽度方向上的梯度的最小值，G2为所述梁在高度方向上的梯度的最小值，Pc为混凝土造价，L为梁的长，H为所述梁的截面高，B为所述梁的截面宽，Ps为钢筋造价，Vs为钢筋重量。
可以理解的是，由于配筋率为钢筋混凝土梁中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与梁的有效截面积之比，钢筋在所述梁中的长与所述梁的长近似，因此所述钢筋重量Vs近似为所述当前配筋率、梁的截面宽、梁的截面高、梁的长以及钢筋密度的乘积。
可以理解的是，在一些实施例中，当所述梁在宽度上的梯度或者高度上的梯度无限接近零甚至等于零时，在单独考虑所述梁的情况下，其在宽度方向上的梯度或者高度方向上的梯度已达到绝对值的最低值，即获得所述梁在宽度或者高度的局部意义上的最小值；若宽度上的梯度G1或者高度上的梯度G2大于零，则说明所述梁的宽度或者高度还存在减小的空间；若宽度上的梯度G1或者高度上的梯度G2小于零，则说明所述梁的宽度或者高度需要增大以保其局部证造价的最小化。
可以理解的是，除了局部造价的最小化，优化系统还会考虑全局造价的最小化，因此在保证全模型的造价最小化，最终优化结果的模型里的各个梁的宽度或者高度未必是其单独考虑情况下的最小值。
进一步地，从所述知识库获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率。可选的，所述最小配筋率为0.0025，所述最大配筋率为0.025，所述最优配筋率为0.012。
需要说明的是，当所述梁的当前配筋率小于最小配筋率时，说明配筋不足，当所述梁的当前配筋率大于最大配筋率时，说明超筋。都需要适当的调整。
假设a为比例系数，y为所述梁的截面需要改变的倍数，则所述根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数y的计算公式为：
当所述当前配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间时，
a＝-当前配筋率/最小配筋率/(最优配筋率-最小配筋率)
y＝a*当前配筋率-a*最优配筋率；
当所述当前配筋率在[最优配筋率，最大配筋率]区间时，
a＝-最大配筋率/当前配筋率/(最大配筋率-最优配筋率)
y＝a*当前配筋率+(最大配筋率/当前配筋率)-a*最大配筋率。
在计算得到了所述梁截面需要改变的倍数时，即可调整所述梁的构件截面，具体的步骤为：将所述截面需要改变的倍数与梁在宽度方向上的梯度的最小值相乘，得到第一调整梯度；将所述截面需要改变的倍数与梁在高度方向上的梯度的最小值相乘，得到第二调整梯度；根据所述第一调整梯度和第二调整梯度，分别计算第一调整宽和第二调整高；将所述第一调整宽和第二调整高分别作为所述梁的新的梁的截面宽和新的梁的截面高。
其计算公式为：
yG1＝Pc*L*H新-Ps*Vs新/B新；
yG2＝Pc*L*B新-Ps*Vs新/H新；
其中，yG1为所述第一调整梯度，yG2为所述第二调整梯度，Pc为混凝土造价，L为所述梁的长，H新为所述第二调整高，B新为所述第一调整宽，Ps为钢筋造价，Vs新为调整后的新的钢筋重量。
需要说明的是，所述调整后的新的钢筋重量Vs新近似为新的梁的配筋率、新的梁的截面宽、新的梁的截面高、梁的长以及钢筋密度的长的乘积。假设a为比例系数，y为所述梁的截面需要改变的倍数，则所述新的梁的配筋率的计算公式为：
当所述新的梁的配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间时，
a＝-新的梁的配筋率/最小配筋率/(最优配筋率-最小配筋率)
y＝a*新的梁的配筋率-a*最优配筋率；
当所述新的梁的配筋率在[最优配筋率，最大配筋率]区间时，
a＝-最大配筋率/新的梁的配筋率/(最大配筋率-最优配筋率)
y＝a*新的梁的配筋率+(最大配筋率/新的梁的配筋率)-a*最大配筋率。
值得说明的是，由于事先不知道所述新的梁的配筋率与所述最优配筋率的大小关系，可首先假设所述新的梁的配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间，若计算获得的所述新的梁的配筋率大于所述最优配筋率，则可根据所述新的梁的配筋率在[最优配筋率，最大配筋率]区间时的计算公式重新计算。
可以理解的是，经调整后的梁的所述新的梁的配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间，若通过计算获得的所述新的梁的配筋率大于所述最优配筋率，则此时需要进一步的优化所述新的梁的截面宽以及新的梁的截面高。
需要说明的是，当所述梁为主梁，则只调整所述梁的所述梁的截面高，不调整所述梁的所述梁的截面宽。
步骤S1033，根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面。
所述根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面的方法有很多种，例如，识别所述柱的截面宽和柱的截面高；根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积对应的待选择配筋率；判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，具体的，例如，所述柱的截面宽和柱的截面高为400x500,则生成400-1200所有尺寸的截面，[400x500,400x550,400x600…400x1200.450x500,450x550…450x1200,……1200x1200]每次递增50mm作为所述柱的截面尺寸合集，其中每一组数据均为待选择截面宽和待选择截面高。
所述分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高是否符合轴压比的方法为判断所述轴压比是否小于等于0.6，小于等于0.6则认为合格。若轴压比大于0.6，则认为该待选择截面宽和待选择截面高不合格，放弃使用。所述轴压比的公式为：
其中，U为轴压比，N为轴力，A为柱的截面面积，即柱的截面宽和柱的截面高的乘积，fc为混凝土抗压强度。
其中，根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高对应的待选择配筋率的方法，可以是，判断所述柱为大偏心受压还是小偏心受压，若为大偏心受压则根据根据大偏心受压计算待选择配筋率，若为小偏心受压则根据小偏心受压计算待选择配筋率。判断所述柱为大偏心受压还是小偏心受压的公式为：
若ξ<＝ξb，则为大偏心受压，否则为小偏心受压，其中ξb为相对标准值。
若为大偏心受压，且ξ大于相对最小值ξmin，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积。
若为大偏心受压，且ξ小于相对最小值ξmin，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积。
若为小偏心受压，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积。
由于配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效截面积之比，因此通过所述柱配筋面积除以所述柱的横截面面积即可获得柱的待选择配筋率。
在获得所述待选择配筋率时，需要进一步的验证所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范。由于分别对所述柱的截面尺寸合集内的所述待选择截面宽和待选择截面高的待选择配筋率进行了计算，当选出符合工程规范的柱时，选择工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
步骤S1034，根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面。
所述根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面的方法有很多种，此处不再一一赘述。
在对所述构件的截面进行调节之后，即可获得所述构件的总的钢筋使用量。具体的，步骤S103还包括：根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
其中，在对所述构件的截面进行调整时可同步获得构件的配筋率，由于配筋率为钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效截面积之比，钢筋的长近似为构件的纵向受力面的长(例如梁的截面长，柱的高以及剪力墙的高)，因此构件的钢筋的使用量为配筋率与构件体积以及钢筋密度的乘积。将各种类型的构件的钢筋的使用量加起来即为所述构件的总的钢筋使用量。
需要说明的是，在一些实施例中，当获得的所述构件的总的钢筋使用量大于原始结构设计模型中的总的钢筋使用量时，需要进一步的根据预设的截面优化算法对所述构件的构件截面进行调整。
步骤S104，根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型。
根据调整后的各所述构件，将所述构件的新的构件数据信息，如新的梁的截面宽、新的梁的截面宽、调整后的柱的截面、调整后的剪力墙的截面等数据取代原始结构数据模型中的各所述构件的数据信息，生成新结构设计模型。
步骤S105，验证所述新结构设计模型是否符合工程规范，若是，则执行步骤S106，否则根据所述工程规范，利用所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型，直至所述新结构设计模型符合所述工程规范。
所述根据所述工程规范，利用所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型的方法具体可按照步骤S103的方法执行。
步骤S103调整的构件截面为理论值，在工程应用中，所述理论值不一定符合工程规范，在获得所述理论值之后需要进行验证，验证所述新结构设计模型是否符合工程规范，若是，则输出所述新结构设计模型，若否，则需要根据所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型，直至所述新结构设计模型符合所述工程规范。
步骤S106，输出所述新结构设计模型。
在本发明实施例中，通过接收所述建筑结构的原始结构设计模型；从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面以调整所述构件的总的钢筋使用量；根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；若是，则输出所述新结构设计模型的方法，对建筑结构的构件进行调整，使其尺寸合理以及优化构件截面，从而不需要人工计算即可节省物料，进而降低造价，非常方便。
实施例二
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种调整建筑结构的构件的装置的示意图，该装置400包括：接收模块401、提取模块402、调整模块403、生成模块404、验证模块405以及输出模块406。其中，接收模块401，用于接收所述建筑结构的原始结构设计模型；提取模块402，用于从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；调整模块403，用于根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面以调整所述构件的总的钢筋使用量；生成模块404，用于根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；验证模块405，用于验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；输出模块406，用于若所述新结构设计模型符合工程规范，则输出所述新结构设计模型。
在一些实施例中，所述调整模块403包括：识别单元4031，用于识别所述构件的类型是梁、柱还是剪力墙；第一调整单元4032，用于若所述构件为梁，则根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面；第二调整单元4033，用于若所述构件为柱，则根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面；第三调整单元4034，用于若所述构件为剪力墙，则根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面。
在一些实施例中，所述第一调整单元4032具体用于：识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高。
在一些实施例中，所述第二调整单元4033具体用于：识别所述柱的截面宽和柱的截面高；根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积对应的待选择配筋率；判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
进一步地，所述调整模块403还包括：第一获取单元4035，用于根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；第二获取单元4036，用于根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；第三获取单元4037，用于根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；计算单元4038，用于根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
在本发明实施例中，通过接收模块接收所述建筑结构的原始结构设计模型；通过提取模块从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；通过调整模块根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；通过生成模块根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；通过验证模块验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；若所述新结构设计模型符合工程规范，则通过输出模块输出所述新结构设计模型。对建筑结构的构件进行调整，使其尺寸合理以及优化构件截面，从而不需要人工计算即可节省物料，进而降低造价，非常方便。
实施例三
请参阅图4，图4是是本发明实施例提供的执行调整建筑结构的构件的方法的电子设备的硬件结构示意图。如图4所示，该电子设备500包括：一个或多个处理器501以及存储器502，图4中以一个存储器为例。
处理器501和存储器502可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器502作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的调整建筑结构的构件的方法对应的程序指令/模块(例如，附图3所示的各个模块)。处理器501通过运行存储在存储器502中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行调整建筑结构的构件的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的调整建筑结构的构件的方法。
存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据调整建筑结构的构件的装置的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至调整建筑结构的构件的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器502中，当被所述一个或者多个处理器501执行时，执行上述任意方法实施例中的调整建筑结构的构件的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S101至步骤S106，图2中的方法步骤S1031至步骤S1034，实现图3中的模块401-406、模块4031-4038的功能。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被电子设备执行上述任意方法实施例中的调整建筑结构的构件的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S101至步骤S106，图2中的方法步骤S1031至步骤S1034，实现图3中的模块401-406、模块4031-4038的功能。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的调整建筑结构的构件的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S101至步骤S106，图2中的方法步骤S1031至步骤S1034，实现图3中的模块401-406、模块4031-4038的功能。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种调整建筑结构的构件的方法，其特征在于，包括：
接收所述建筑结构的原始结构设计模型；
从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；
根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；
根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；
验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；
若是，则输出所述新结构设计模型；
所述预设的截面优化算法包括梁优化算法、柱优化算法或剪力墙优化算法；
所述预设的截面优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量的步骤，进一步包括：
识别所述构件的类型是梁、柱或剪力墙；
若为梁，则根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面；
若为柱，则根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面；
若为剪力墙，则根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面；
根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面，进一步包括：识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；
根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；
获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；
根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；
所述计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值的公式为：
G1＝Pc*L*H-Ps*Vs/B；
G2＝Pc*L*B-Ps*Vs/H；
其中，G1为所述梁在宽度方向上的梯度的最小值，G2为所述梁在高度方向上的梯度的最小值，Pc为混凝土造价，L为梁的长，H为所述梁的截面高，B为所述梁的截面宽，Ps为钢筋造价，Vs为钢筋重量；
根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高；
假设a为比例系数，y为所述梁的截面需要改变的倍数，则所述根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数y的计算公式为：
当所述当前配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间时，
a＝-当前配筋率/最小配筋率/(最优配筋率-最小配筋率)
y＝a*当前配筋率-a*最优配筋率；
当所述当前配筋率在[最优配筋率，最大配筋率]区间时，
a＝-最大配筋率/当前配筋率/(最大配筋率-最优配筋率)
y＝a*当前配筋率+(最大配筋率/当前配筋率)-a*最大配筋率；
在计算得到了所述梁截面需要改变的倍数时，即可调整所述梁的构件截面，具体的步骤为：将所述截面需要改变的倍数与梁在宽度方向上的梯度的最小值相乘，得到第一调整梯度；将所述截面需要改变的倍数与梁在高度方向上的梯度的最小值相乘，得到第二调整梯度；根据所述第一调整梯度和第二调整梯度，分别计算第一调整宽和第二调整高；将所述第一调整宽和第二调整高分别作为所述梁的新的梁的截面宽和新的梁的截面高，
其计算公式为：
yG1＝Pc*L*H新-Ps*Vs新/B新；
yG2＝Pc*L*B新-Ps*Vs新/H新；
其中，yG1为所述第一调整梯度，yG2为所述第二调整梯度，Pc为混凝土造价，L为所述梁的长，H新为所述第二调整高，B新为所述第一调整宽，Ps为钢筋造价，Vs新为调整后的新的钢筋重量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述新结构设计模型不符合工程规范，则根据所述工程规范，利用所述预设的截面优化算法优化所述新结构设计模型，直至所述新结构设计模型符合所述工程规范。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面的步骤，进一步包括：
识别所述柱的截面宽和柱的截面高；
根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；
分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；
若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积对应的待选择配筋率；
判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；
若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高是否符合轴压比的方法为判断所述轴压比是否小于等于0.6，小于等于0.6则认为合格；
所述轴压比的公式为：
其中，U为轴压比，N为轴力，A为柱的截面面积，即柱的截面宽和柱的截面高的乘积，fc为混凝土抗压强度。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高对应的待选择配筋率的方法是判断所述柱为大偏心受压还是小偏心受压，若为大偏心受压则根据大偏心受压计算待选择配筋率；若为小偏心受压则根据小偏心受压计算待选择配筋率；
判断所述柱为大偏心受压还是小偏心受压的公式为：
若ξ<＝ξb，则为大偏心受压，否则为小偏心受压，其中ξb为相对标准值；
若为大偏心受压，且ξ大于相对最小值ξmin，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积；
若为大偏心受压，且ξ小于相对最小值ξmin，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积；
若为小偏心受压，则计算柱的配筋面积的公式为：
其中，As柱配筋面积；
由于配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效截面积之比，因此通过所述柱配筋面积除以所述柱的横截面面积即可获得柱的待选择配筋率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量，进一步包括：
根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；
根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；
根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；
根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整后的新的钢筋重量Vs新近似为新的梁的配筋率、新的梁的截面宽、新的梁的截面高、梁的长以及钢筋密度的长的乘积,假设a为比例系数，y为所述梁的截面需要改变的倍数，则所述新的梁的配筋率的计算公式为：
当所述新的梁的配筋率在[最小配筋率，最优配筋率]区间时，
a＝-新的梁的配筋率/最小配筋率/(最优配筋率-最小配筋率)
y＝a*新的梁的配筋率-a*最优配筋率；
当所述新的梁的配筋率在[最优配筋率，最大配筋率]区间时，
a＝-最大配筋率/新的梁的配筋率/(最大配筋率-最优配筋率)
y＝a*新的梁的配筋率+(最大配筋率/新的梁的配筋率)-a*最大配筋率。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的方法来调整建筑结构的构件的装置，其特征在于，包括:
接收模块，用于接收所述建筑结构的原始结构设计模型；
提取模块，用于从所述原始结构设计模型中提取所述建筑结构中各构件的数据信息；
调整模块，用于根据预设的截面优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，分别调整各所述构件的构件截面，以调整所述构件的总的钢筋使用量；
生成模块，用于根据调整后的各所述构件，生成所述建筑结构的新结构设计模型；
验证模块，用于验证所述新结构设计模型是否符合工程规范；
输出模块，用于若所述新结构设计模型符合工程规范，则输出所述新结构设计模型。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括：
识别单元，用于识别所述构件的类型是梁、柱或剪力墙；
第一调整单元，用于若所述构件为梁，则根据所述梁优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述梁的构件截面；
第二调整单元，用于若所述构件为柱，则根据所述柱优化算法，并且结合各所述构件的数据信息，调整所述柱的构件截面；
第三调整单元，用于若所述构件为剪力墙，则根据所述剪力墙优化算法，并且结合所述构件的数据信息，调整所述剪力墙的构件截面。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一调整单元具体用于：识别所述梁的截面宽、梁的截面高以及当前配筋率；根据所述梁的截面宽和梁的截面高，计算所述梁在宽度方向上的梯度的最小值以及在高度方向上的梯度的最小值；获取所述梁的最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率；根据所述当前配筋率、最小配筋率、最大配筋率以及最优配筋率，计算所述梁的截面需要改变的倍数；根据所述梁在宽度方向上的梯度的最小值、在高度方向上的梯度的最小值以及截面需要改变的倍数，调整所述梁的截面宽和梁的截面高。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二调整单元具体用于：识别所述柱的截面宽和柱的截面高；根据所述柱的截面宽和柱的截面高，获取所述柱的截面尺寸合集，所述柱的截面尺寸合集包括若干待选择截面宽和待选择截面高；分别判断所述若干待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积是否符合轴压比；若是，则根据预设的模型计算所述待选择截面宽和待选择截面高组成的柱截面积对应的待选择配筋率；判断所述待选择配筋率的柱是否符合工程规范；若是，则选中工程量最小的所述待选择截面宽和待选择截面高为调整后的柱的截面宽和调整后的柱的截面高。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调整模块还包括：第一获取单元，用于根据调整后的梁的构件截面，获取调整后的梁的配筋率作为新的梁的配筋率；第二获取单元，用于根据调整后的柱的构件截面，获取调整后的柱的配筋率作为新的柱的配筋率；第三获取单元，用于根据调整后的剪力墙的构件截面，获取调整后的剪力墙的配筋率作为新的剪力墙的配筋率；计算单元，用于根据所述新的梁的配筋率、新的柱的配筋率以及新的剪力墙的配筋率分别计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量，并且计算所述梁的钢筋使用量、柱的钢筋使用量以及剪力墙的钢筋使用量的总和作为所述构件的总的钢筋使用量。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
14.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
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