CN113449359B - 基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法 - Google Patents

基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种建筑施工技术领域,公开了基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法。其步骤主要包括在梁板框架模型中提取双向板的表面参数,并对在梁框架中不同位置的双向板的边进行分类,包括梁框架端支座处的边、梁框架中间支座的边、三块及三块以上双向板都与梁框架相交的边,根据现浇钢筋在叠合板表面的布置规则,对上述边对应的双向板表面进行钢筋自动化布置,最终获得双向板现浇部分长向面筋和短向面筋的钢筋实体模型。本发明对梁框架中不同位置的双向板准确定位,使双向板表面钢筋可以通过设置给定的尺寸、间距、布置位置参数,自适应布置,通过精确的钢筋定位线,避开钢筋碰撞,最后快速、批量地生成钢筋实体模型。

Description

基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法
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BIM三维模型梁板框架中双向板表面钢筋的钢筋尺寸与空间位置进行参数化设置,实现钢筋实体模型高精度快速布置的方法。
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。
梁板结构是由板和支持板的梁组成的结构,具有现浇面筋在梁板不同位置处布置规则复杂,钢筋结构密集的特点。高精度的叠合板现浇钢筋模型有利于不同类型钢筋的下料,在准确表达二维图纸信息的同时,对现场钢筋绑扎过程中的钢筋绑扎顺序,钢筋绑扎空间位置有很好的技术指导作用。在现浇钢筋布置过程中,往往会出现钢筋碰撞,钢筋模型三维表达偏离图纸。这些问题直接影响了钢筋的模型精确度,无法正确表达图纸信息,同时无法很好地进行钢筋结构的深化应用。
目前对于梁板现浇钢筋的深化设计仅仅停留在视觉效果阶段。例如Autodesk公司的Revit系列软件,可以采用手动地对钢筋一根一根布置,但是操作复杂,且碰撞问题严重。目前市面上的其他对于现浇钢筋能快速布置的插件,布置规则混乱,可调参数较少,对于部分类型的钢筋没有通用布置选项,需要手动一根根绘制,且调整参数困难。同时在操作方面,面对不同尺寸梁板框架,利用Revit系列软件,建模人员无法通过复制已经手工布置的梁板框架钢筋模型到其他尺寸的梁板框架中,全部采用手工建模需要消耗大量人力物力,且无法达到二维图纸所需要的精确度。
发明内容
本发明的目的是提供基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法,要解决现有BIM技术深化设计过程中,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:
基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法,包括以下步骤:
步骤一:创建梁板框架的三维模型。
步骤二:在梁板框架模型区域内,筛选出所有的楼板模型和梁模型。
步骤三:获取楼板下表面四条边的信息,筛选出所有楼板中的双向板,最终得到所有双向板模型的几何信息。
步骤四:根据步骤三得到的双向板底面的四条边,筛选出相邻两块双向板相交的长边,再提取两条长边中的唯一的边,即相邻两块双向板长边接缝。将接缝边起点和终点分别沿着双向板短边相反的两个方向偏移100的距离。并以双向板短边相反的两个方向向量为依据,获取梁板框架的A侧方向与B侧方向。
步骤五:根据步骤三得到的双向板短边,将短边列表与短边列表之间进行叉积判断,其中在框架梁A/B两侧的短边会与自身相交并有一个交点,框架梁中间部分的短边会与自身相交并有两个交点,单独的双向板短边只与自身相交。根据叉积判断结果,筛选出A/B侧双向板短边ListA、A/B侧双向板长边ListB、框架梁中间部分的双向板短边ListC。
步骤六:提取A/B侧所有双向板短边ListA,判断ListA与步骤五中A/B侧偏移的点位是否相交,根据Bool值列表筛选出ListA与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板短边。同理得到ListB与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板长边。
步骤七:将步骤六中与偏移点位相交的A/B侧短边根据偏移列表沿着长边方向阵列,将阵列后A/B侧短边的起点沿着A/B侧方向偏移一定距离(大于梁宽的任意距离即可)。判断A侧起点偏移点位是否与步骤二中框选的所有边相交,筛选出延伸后仍有相交构件的短向钢筋,即为A侧中间支座处的面筋。同时筛选出延伸后没有相交构件的短向钢筋,即为A侧端支座处的面筋。同理得到B侧中间支座处的面筋与B侧端支座处的面筋。
步骤八:将步骤七中的A侧与B侧的端支座的短向钢筋分别向A侧与B侧延伸,延伸长度根据图纸要求,分别得到列表ListD与ListE。将A侧与B侧中间支座处的短向钢筋分别向A侧和B侧进行延伸,距离为一半的梁宽,分别得到ListF与ListG。
步骤九:提取步骤五中框架梁中间部分的双向板短边ListC,同样沿着长边方向根据偏移列表阵列,得到中间部分的短向钢筋ListH。
步骤十:获取现浇部分短向面筋和长向面筋的实体钢筋模型。
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,可以快速实现梁板框架结构中双向板表面钢筋的自动化布置。阐述了基于Dynamo的叠合板板与梁之间钢筋构造的参数设计的建模程序架构和功能模块。在程序设计基础上,增加了一次框选梁板结构的功能。
本发明对常见的双向板板与梁的相交情况进行统一归纳,实现了现浇部分面筋的参数化设计,包括:双向板与中间梁的相交、双向板与边缘梁的相交的情况。
本发明参考图纸布筋要求与建模人员的建模习惯,在叠合板现浇部分面筋进行合理的参数设置,实现精准化的高效布置。
本发明考虑叠合板的空间方向,针对其方向互相垂直于互相平行的特点,进行自动化识别,从而载入不同的钢筋族。
附图说明
图1为本发明的总流程图。
图2为获取双向板几何信息流程图。
图3为双向板接缝边起点和终点的偏移点位流程图。
图4为获取现浇部分面筋的钢筋定位线详细流程图。
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:
步骤一:创建梁板框架的三维模型。
步骤二:在梁板框架模型区域内,筛选出所有的楼板模型和梁模型。
步骤三:获取楼板下表面四条边的信息,筛选出所有楼板中的双向板,最终得到所有双向板模型的几何信息。
1.将步骤二中已经获取的楼板的六个面的面积从小到大排序,筛选面积最大的表面,即楼板的上下表面。
2.提取楼板下表面的四条边,将四条边的长度从小到大排序,排序后的第一组即为短边,最后一组即为长边。
3.提取楼板的长边长度和短边长度,利用除法节点,将长边长度赋予除数X,短边长度赋予被除数Y,判断输出结果是否大于2,得到False与True的Bool值列表,利用List.FilterByBoolmask节点将Bool列表与板底表面列表进行匹配,输出的False结果即为所有的双向板,最终得到双向板底面的所有边。
步骤四:根据步骤三得到的双向板底面的四条边,筛选出相邻两块双向板相交的长边,再提取两条长边中的唯一的边,即相邻两块双向板长边接缝。将接缝边起点和终点分别沿着双向板短边相反的两个方向偏移100的距离。并以双向板短边相反的两个方向向量为依据,获取梁板框架的A侧方向与B侧方向。
1.提取步骤三中双向板所有的底面长边。由于存在相邻两块的双向板,即底面长边列表存在重合的边(相交的边)。
2.对双向板所有的底面长边进行叉积判断,筛选出判断结果为“2”的长边列表,即相邻两块双向板重合的边。
3.为获取相邻两块双向板唯一的长边,利用List.GroupByKey节点,以相交边的终点作为Key值,将所有相同的边进行分组,每一组即为不重复的双向板长边,即相邻两块双向板的长边接缝。
4.获取长边接缝中点的法向量。
5.利用WH-Curve.GetPoints获取长边接缝的起点和终点。
6.利用Translate节点,以接缝边的起点作为偏移对象,接缝中点的法向量作为偏移方向偏移100的距离,将起点的偏移方向作为梁板框架的A侧方向;再利用Translate节点,以接缝的终点作为偏移对象,利用Vector.Reverse节点,获取接缝中点的法向量的相反方向,将该方向作为偏移方向偏移100的距离,将终点的偏移方向作为梁板框架的B侧方向。
步骤五:根据步骤三得到的双向板短边,将短边列表与短边列表之间进行叉积判断,其中在框架梁A/B两侧的短边会与自身相交并有一个交点,框架梁中间部分的短边会与自身相交并有两个交点,单独的双向板短边只与自身相交。根据叉积判断结果,筛选出A/B侧双向板短边ListA、A/B侧双向板长边ListB、框架梁中间部分的双向板短边ListC。
1.提取步骤三中双向板的短边列表,利用Geometry.DoesIntersect节点判断短边列表与短边列表之间是否存在相交,利用List.Count节点获取短边列表和短边列表相交的个数,并对List.Count节点中的相交个数进行叉积判断。
2.判断相交个数是否为2,筛选出相交个数为2的双向板短边,即A/B侧双向板短边ListA,并以此筛选条件筛选出A/B侧双向板长边ListB。
3.判断相交个数是否为3,筛选出相交个数为3的短边,即中间部分的短边ListC。
步骤六:提取A/B侧所有双向板短边ListA,判断ListA与步骤五中A/B侧偏移的点位是否相交,根据Bool值列表筛选出ListA与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板短边。同理得到ListB与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板长边。
1.利用Geometry.DoesIntersect节点,判断A侧双向板短边列表是否与步骤五中A侧的偏移点位相交,并对二级列表进行Allfalse判断,利用List.FilterByBoolMask节点得到False与True的Bool值列表,输出的False结果即为A侧双向板短边列表与A侧的偏移点位相交A侧双向板短边。
2.利用Geometry.DoesIntersect节点,判断B侧双向板短边列表是否与步骤五中B侧的偏移点位相交,并对二级列表进行Allfalse判断,利用List.FilterByBoolMask节点得到False与True的Bool值列表,输出的False结果即为B侧双向板短边列表与B侧的偏移点位相交B侧双向板短边。
3.同上步骤中的节点与判断,将ListB分别以两个Bool值列表进行条件筛选,分别得到A侧双向板长边与B侧双向板长边。
步骤七:将步骤六中与偏移点位相交的A/B侧短边根据偏移列表沿着长边方向阵列,将阵列后A/B侧短边的起点沿着A/B侧方向偏移一定距离(大于梁宽的任意距离即可)。判断A侧起点偏移点位是否与步骤二中框选的所有边相交,筛选出延伸后仍有相交构件的短向钢筋,即为A侧中间支座处的面筋。同时筛选出延伸后没有相交构件的短向钢筋,即为A侧端支座处的面筋。同理得到B侧中间支座处的面筋与B侧端支座处的面筋。
1.设置短向钢筋起步筋距离。
2.设置短向钢筋的钢筋间距。
3.将步骤六中与偏移点位相交的A侧短边沿着长边方向,以短向钢筋起步筋距离为首项、短向钢筋的钢筋间距为间距、所在长边长度为总长的偏移距离列表进行阵列,得到A侧短边阵列列表。
4.取短边列表的起点,将A侧短边的起点列表沿着短边A侧方向偏移500的距离(大于梁宽的任意距离即可)。将偏移后的列表拍平,利用Geometry.DoesIntersect节点判断A侧起点偏移点位是否与步骤二中框选的所有楼板的边相交,并对二级列表进行Allfalse判断,筛选出延伸后仍与边相交的短向钢筋,即为A侧中间支座处的面筋。根据该判断规则,筛选出延伸后没有与边相交的短向钢筋,即为A侧端支座处的面筋。
5.同理得到B侧中间支座处的面筋与B侧端支座处的面筋。
步骤八:将步骤七中的A侧与B侧的端支座的短向钢筋分别向A侧与B侧延伸,延伸长度根据图纸要求,分别得到列表ListD与ListE。将A侧与B侧中间支座处的短向钢筋分别向A侧和B侧进行延伸,距离为一半的梁宽,分别得到ListF与ListG。
1.设置中间支座处和端支座处面筋的延伸长度。
2.利用Curve.ExtendEnd节点,将A侧中间支座处的面筋延伸100的距离,得到列表ListF;将B侧中间支座处的面筋延伸100的距离,得到列表ListG。
3.提取端支座处面筋的起点和终点,并获取起点和终点的方向向量。以端支座处面筋的终点为对象,起点和终点的方向向量为方向,100为偏移距离进行点位的阵列。
4.利用List.Create节点将端支座处面筋的起点、终点、阵列点位进行列表组合,将列表转置后利用PolyCurve.ByPoints生成多段线列表ListD。
5.同理得到B侧的端支座的短向钢筋延伸列表ListE。
步骤九:提取步骤五中框架梁中间部分的双向板短边ListC,取其中一条短边,同样以长边所在方向向量为方向,以50为首项、200为间距、所在长边长度为总长的偏移距离列表进行阵列,得到中间部分的面筋列表ListH。
步骤十:获取现浇部分短向面筋和长向面筋的实体钢筋模型。
1.将ListD、ListE、ListF、ListG、ListH通过List.Join节点组合至一个列表。.
2.将新列表输入至Curve.SuperJoin-ArchiLab节点,将所有首尾相连的钢筋定位线进行连接,以满足现浇部分面筋通长的规则,同时满足其在中间支座处通常且在端支座处延伸的规则。
3.将连接后的线列表沿着Z轴正方向偏移93的距离,得到现浇部分短向面筋的实体钢筋模型线。同理得到现浇部分长向面筋的实体钢筋模型线。
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。
本发明可适用于所有情况的梁板框架表面钢筋三维模型布置,不限于模型构件的长宽高尺寸、数量。程序运行结果运行美观、精确。对于梁板框架表面钢筋的深化应用提供了模型基础,对现场的施工精度、技术交底、质量验收有关键的指导作用。
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.基于密拼式接缝连接技术的双向叠合板面筋智能化布置方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:创建梁板框架的三维模型;
步骤二:在梁板框架模型区域内,筛选出所有的楼板模型和梁模型;
步骤三:获取楼板下表面四条边的信息,筛选出所有楼板中的双向板,最终得到所有双向板模型的几何信息;
步骤四:根据步骤三得到的双向板底面的四条边,筛选出相邻两块双向板相交的长边,再提取两条长边中的唯一的边,即相邻两块双向板长边接缝;将接缝边起点和终点分别沿着双向板短边相反的两个方向偏移100的距离;并以双向板短边相反的两个方向向量为依据,获取梁板框架的A侧方向与B侧方向;
步骤五:根据步骤三得到的双向板短边,将短边列表与短边列表之间进行叉积判断,其中在框架梁A/B两侧的短边会与自身相交并有一个交点,框架梁中间部分的短边会与自身相交并有两个交点,单独的双向板短边只与自身相交;根据叉积判断结果,筛选出A/B侧双向板短边ListA、A/B侧双向板长边ListB、框架梁中间部分的双向板短边ListC;
步骤六:提取A/B侧所有双向板短边ListA,判断ListA与步骤五中A/B侧偏移的点位是否相交,根据Bool值列表筛选出ListA与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板短边;同理得到ListB与A/B侧偏移点位相交的A/B侧双向板长边;
步骤七:将步骤六中与偏移点位相交的A/B侧短边根据偏移列表沿着长边方向阵列,将阵列后A/B侧短边的起点沿着A/B侧方向偏移一定距离;判断A侧起点偏移点位是否与步骤二中框选的所有边相交,筛选出延伸后仍有相交构件的短向钢筋,即为A侧中间支座处的面筋;同时筛选出延伸后没有相交构件的短向钢筋,即为A侧端支座处的面筋;同理得到B侧中间支座处的面筋与B侧端支座处的面筋;
步骤八:将步骤七中的A侧与B侧的端支座的短向钢筋分别向A侧与B侧延伸,延伸长度根据图纸要求,分别得到列表ListD与ListE;将A侧与B侧中间支座处的短向钢筋分别向A侧和B侧进行延伸,距离为一半的梁宽,分别得到ListF与ListG;
步骤九:提取步骤五中框架梁中间部分的双向板短边ListC,同样沿着长边方向根据偏移列表阵列,得到中间部分的短向钢筋ListH;
步骤十:获取现浇部分短向面筋和长向面筋的实体钢筋模型。
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