CN113496053B - 一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法 - Google Patents

一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法。本发明通过提取建筑信息模型的基础数据并通过计算机编程语言进行数据计算和分析，其主要步骤包括提取叠合板模型的底面数据，根据底面上四条边进行点线位置的偏移，得到叠合板底筋的定位线，将洞口处的钢筋定位线根据洞口碰撞位置，选取弯绕方向进行钢筋弯绕，得到弯绕后底筋的钢筋定位线，最后生成钢筋实体模型。本发明利用计算机编程语句，有效避免底部钢筋与洞口的碰撞，实现了叠合板底部钢筋的准确定位。其中创新性的对洞口处需要弯绕的钢筋进行自动化弯绕的参数设计，保证了后期钢筋量统计的准确性，为钢筋的精确下料奠定了基础。

Description

一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法
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三维模型多洞口的预制叠合板中的底筋的空间位置进行参数化设置，使钢筋实体模型的高精度布置的方法。
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。
预制叠合板具有整体性能良好，连续性和整体刚度大的特点。高精度底筋布置的预制叠合板有利于钢筋的下料，对现场钢筋绑扎过程中的钢筋绑扎顺序，特别是在预留洞口处的绑扎位置有很好的技术指导作用。在预留洞口处的钢筋布置过程中，往往会出现钢筋与洞口碰撞，不仅无法正确表达图纸信息，同时使得洞口处的强度达不到设计要求。
目前对于多洞口叠合板内部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，可以采用手动对钢筋进行布置，但是操作复杂，且碰撞问题严重。目前市面上的其他对于叠合板内部钢筋能快速布置的插件，布置规则混乱，可调参数较少。同时在操作方面，面对预留洞口位置不同的叠合板，利用Revit系列软件，建模人员无法通过复制已经手工布置的底筋到其他不同预留位置的洞口处，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一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法，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：
一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法，包括以下步骤：
步骤一：选中已经布置有洞口的预制叠合板混凝土模型，同时得到该模型的 ID。
步骤二：获取步骤一中叠合板表面的基本参数。
步骤三：筛选得到叠合板下表面的四条外边，将下表面的边按其长度进行从小到大排序，并进行两两分组。
步骤四：将步骤三中已分组完成的叠合板长边方向两边的起点和终点相连，得到短向钢筋的初始定位线，并且将初始定位线向两边方向延长，再将延长后的短向钢筋初始定位线根据偏移长度列表进行偏移，得到短向钢筋定位线。同理，得到长向钢筋定位线。
步骤五：根据步骤二获取叠合板混凝土模型洞口半径与圆心数据。
步骤六：根据步骤四和步骤五获取的长向钢筋定位线和洞口数据，判断洞口是否与长向钢筋定位线相交，若两者相交，将洞口圆心分别沿着短向钢筋定位线所在的两个方向偏移对应洞口半径+10的距离，得到长向钢筋定位线的两个顶点。再获取与长边方向相交的洞口所在的短边方向的顶点，交点，以及圆心到长边顶点的距离。同理，得到与短向钢筋相交的洞口所在的长边方向顶点、交点与圆心，以及圆心到短边顶点的距离。
步骤七：根据步骤六中短向钢筋定位线与洞口交点的断线，取短向钢筋洞口断线的中点，判断断线中点到一侧顶点的距离是否大于对应圆心洞口的半径，若断线中点到一侧顶点的距离大于对应圆心洞口的半径，获取短向钢筋与洞口的交点更近的一侧点位，否则获取短向钢筋与洞口的交点更远的一侧点位，由此判断规则得到短向钢筋弯绕点位，同理得到长向钢筋弯绕点位。
步骤八：由步骤一到步骤七所获取的钢筋定位线，输入钢筋的基本参数，生成钢筋的实体模型。
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，可以快速实现叠合板钢筋的自动化布置。
本发明相较于已有的底面钢筋布置方法，利用编程节点对底面钢筋的点位进行自动布置，采用钢筋自动生成的方式，实现统计叠合板底筋数量，更贴近实际生产与统计的需求。
本发明对参考图纸中的洞口与钢筋的碰撞形式，实现以下多种碰撞情况：同时碰撞一根钢筋、同时碰撞两根钢筋、同时都不碰撞钢筋、以上三种情况同时随机存在。
本发明还根据参考图纸布筋要求与建模人员的建模习惯，对底筋进行精确的参数设置，包括起步钢筋距长边的距离、钢筋间距、钢筋距板底部距离、钢筋直径、出筋长度。同时满足叠合板板的出筋要求，提高了程序操作的效率。
附图说明
图1是本发明的总流程图。
图2是获取板基本参数流程图。
图3是获取洞口参数流程图。
图4是获取短向钢筋定位线流程图。
图5是获取长向钢筋定位线流程图。
图6是获取长短向钢筋与洞口相交的圆顶点与交点流程图。
图7是获取短向钢筋弯绕点位流程图。
图8是获取长向钢筋弯绕点位流程图。
图9是钢筋底筋实体模型流程图。
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：建立已经布置有洞口的预制叠合板混凝土模型。
1.叠合板模型洞口位置要随机布置，洞口大小和数量也随机设置。
步骤二：获取叠合板基本参数。
1.利用SelectModelElement节点选择需要布置的预制叠合板混凝土模型。
2.根据选择的模型，获取其表面参数和表面积参数。
步骤三：筛选得到叠合板下表面的四条外边。
1.利用SortIndexByValue节点将步骤二中的叠合板表面积进行从小到大排序。
2.将排序后的所有表面以两个表面为一组进行分组，取分组后表面积最大的两个表面，即叠合板的上下表面。
3.利用transpose节点将叠合板上下表面边的列表进行转置。
4.分别取上下表面一条边的两个起点，获取两个起点的Z轴方向的坐标，根据Z轴方向坐标的数值进行从小到大排序。
5.利用GetItemAtIndex节点根据Z轴坐标的排序再对上下两个表面进行排序。
6.根据上下表面排序后的列表，获取下表面的所有边，将所有的边根据其长度从大到小排序。由于普通洞口处的圆的周长小于外边长，将排序后的边两两分组。
7.得到底面长边和底面短边。
步骤四：得到预制叠合板短边方向的钢筋定位线
1.根据叠合板底面的两条长边，分别取叠合板两条底面长边的的起点和终点，将两点相连，得到短向钢筋的底面初始定位线。
2.利用Curve.ExtendEnd节点分别将短向钢筋的初始定位线向其起点方向与终点方向进行延长，延长长度即为出筋长度。
3.设置起步筋距离与钢筋间距的可调参数，并获得底面长边的长度，得到短向钢筋首根钢筋偏移长度的长度列表。
4.利用Geometry.Translate节点将延伸后的短边方向初始定位线根据偏移距离长度列表进行偏移，得到短向底筋的定位线。同理，得到预制叠合板长向钢筋的定位线。
步骤五：获取预制叠合板的洞口与圆心数据
1.利用DropItems节点删去步骤三中叠合板下表面的一组长边与一组短边，得到叠合板所有的洞口的边。
2.利用Curve.PointsAtEqualSegmentLength节点得到洞口上的三个点。
3.基于洞口上三个点，获取三个点对应的所有圆。
4.得到每个圆对应的圆心和半径。
步骤六：获取长、短向钢筋定位线与洞口相交的圆顶点与交点
1.判断每一根长向的钢筋定位线是否与洞口线相交。
2.若每一组的判断结果不都为Flase，则证明该洞口与长向钢筋定位线相交，即需要将长向钢筋定位线在洞口处向短向钢筋定位线弯绕。
3.将洞口圆心分别沿着短向钢筋定位线所在的两个方向偏移对应圆半径+10 的距离，得到每个洞口的长向钢筋定位线的两个顶点。
4.利用FilterByBoolMask节点得到长向钢筋定位线与洞口相交的短边方向的顶点、交点以及圆心到短边顶点的距离。同理得到短向钢筋定位线与洞口相交的长边方向的顶点、交点，以及圆心到短边顶点的距离。
步骤七：确定长短向钢筋弯绕点位
1.获取短向钢筋定位线与洞口交点的断线。
2.获取断线中点。
3.获取步骤六中洞口与短向钢筋定位线相交的长边方向顶点列表中的一侧 (默认选择为A侧，另一侧为B侧)的顶点，利用Geometry.DistanceTo节点获取断线中点到一侧顶点的距离ListA。
4.将ListA的数值乘以弯绕长宽比(默认为3)，得到弯绕偏移点的短向偏移距离ListB。
5.获取断线中点到圆心的距离ListC。
6.判断ListA是否大于对应圆的半径，利用Bool列表得到断线中点与ListB 的排序规则，分别得到钢筋在A侧与B侧的洞口断线中点以及偏移距离，将A 侧与B侧的断线中点分别沿着短向钢筋定位线所在的两个方向偏移一定的距离，偏移距离为ListB，分别得到A侧与B侧断线中点短边方向的偏移点位。
7.获取步骤六中洞口与短向钢筋定位线相交的长边方向顶点，利用Geometry.DistanceTo节点获取排序后的断线中点到排序后的A/B侧顶点的距离，判断是否大于半径，以此筛选出短向钢筋与洞口的交点更近的一侧点位，该点位列表则为短向弯绕钢筋的长边方向偏移点位。
8.获取短向弯绕钢筋的短边方向偏移点位中每一组的第一项，根据Geometry.DoesIntersect节点，判断短向弯绕钢筋的短边方向偏移点位与所有的短向钢筋是否碰撞，即筛选出与洞口碰撞的短向钢筋列表ListE。利用 WH_Curve.GetPoints节点获取ListE的起点与终点，即为弯绕钢筋的起点与终点。
9.将弯绕钢筋的起点、终点、短向弯绕钢筋的长边方向偏移点位、短向弯绕钢筋的短边方向偏移点位进行组合，即得到短向弯绕钢筋点位。同理得到长向钢筋弯绕点位。
步骤八：生成短向钢筋实体模型和长向钢筋实体模型
1.获取短向弯绕钢筋点位的Y轴方向的分量。
2.对短向弯绕钢筋点位的Y轴方向的分量从小到大进行排序，得到短向钢筋方向上顺序排列的点位列表ListD。
3.利用PolyCurve.ByPoints节点将ListD依次连接，得到弯绕钢筋的钢筋定位线。
4.利用List.SetDifference节点得到包含短向钢筋底面钢筋定位线列表，不包含与洞口相交的短向钢筋底面钢筋定位线列表，将该列表与弯绕钢筋进行列表组合，得到短向钢筋底面的钢筋定位线。
5.利用Geometry.Translate节点，将短向钢筋底面的定位线沿着Z轴正方向偏移25的距离，得到短向钢筋的钢筋定位线。利用Rebar.ByCurve节点，输入钢筋基本参数，生成端短向钢筋实体模型。同理得到长向钢筋实体模型。
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尺寸的叠合板内部钢筋的布置，不限于叠合板的长宽高尺寸、洞口大小、洞口数量。同时，钢筋直径、钢筋排布间距、钢筋根数、弯钩类型、钢筋布置位置、底部保护层厚度、四周保护层厚度皆为可调参数。程序运行结果运行美观、精确。对叠合板钢筋的深化应用提供了模型基础。
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)

1.一种多洞口的预制叠合板双向底筋智能化布设方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选中已经布置有洞口的预制叠合板混凝土模型，同时得到该模型的ID；
步骤二：获取步骤一中叠合板表面的基本参数；
步骤三：筛选得到叠合板下表面的四条外边，将下表面的边按其长度进行从小到大排序，并进行两两分组；
步骤四：将步骤三中已分组完成的叠合板长边方向两边的起点和终点相连，得到短向钢筋的初始定位线，并且将初始定位线向两边方向延长，再将延长后的短向钢筋初始定位线根据偏移长度列表进行偏移，得到短向钢筋定位线；同理，得到长向钢筋定位线；
步骤五：根据步骤二获取叠合板混凝土模型洞口半径与圆心数据；
步骤六：根据步骤四和步骤五获取的长向钢筋定位线和洞口数据，判断洞口是否与长向钢筋定位线相交，若两者相交，将洞口圆心分别沿着短向钢筋定位线所在的两个方向偏移对应洞口半径+10的距离，得到长向钢筋定位线的两个顶点；再获取与长边方向相交的洞口所在的短边方向的顶点，交点，以及圆心到长边顶点的距离；同理，得到与短向钢筋相交的洞口所在的长边方向顶点、交点与圆心，以及圆心到短边顶点的距离；
步骤七：根据步骤六中短向钢筋定位线与洞口交点的断线，取短向钢筋洞口断线的中点，判断断线中点到一侧顶点的距离是否大于对应圆心洞口的半径，若断线中点到一侧顶点的距离大于对应圆心洞口的半径，获取短向钢筋与洞口的交点更近的一侧点位，否则获取短向钢筋与洞口的交点更远的一侧点位，由此判断规则得到短向钢筋弯绕点位，同理得到长向钢筋弯绕点位；
步骤八：由步骤一到步骤七所获取的钢筋定位线，输入钢筋的基本参数，生成钢筋的实体模型。
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