CN114792025B - 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法 - Google Patents

基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114792025B
CN114792025B CN202210714728.5A CN202210714728A CN114792025B CN 114792025 B CN114792025 B CN 114792025B CN 202210714728 A CN202210714728 A CN 202210714728A CN 114792025 B CN114792025 B CN 114792025B
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
column
model
wall
template system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210714728.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114792025A (zh
Inventor
梁艺
张双军
胡兆文
李庆刚
谷长磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Hi Speed Dejian Group Co Ltd
Original Assignee
Shandong Hi Speed Dejian Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Hi Speed Dejian Group Co Ltd filed Critical Shandong Hi Speed Dejian Group Co Ltd
Priority to CN202210714728.5A priority Critical patent/CN114792025B/zh
Publication of CN114792025A publication Critical patent/CN114792025A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114792025B publication Critical patent/CN114792025B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G11/00—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs
    • E04G11/06—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs for walls, e.g. curved end panels for wall shutterings; filler elements for wall shutterings; shutterings for vertical ducts
    • E04G11/08—Forms, which are completely dismantled after setting of the concrete and re-built for next pouring
    • E04G11/12—Forms, which are completely dismantled after setting of the concrete and re-built for next pouring of elements and beams which are mounted during erection of the shuttering to brace or couple the elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G13/00—Falsework, forms, or shutterings for particular parts of buildings, e.g. stairs, steps, cornices, balconies foundations, sills
    • E04G13/02—Falsework, forms, or shutterings for particular parts of buildings, e.g. stairs, steps, cornices, balconies foundations, sills for columns or like pillars; Special tying or clamping means therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，属于数据处理技术领域，本发明通过Dynamo及Robot开发混凝土墙及柱模板系统的力学计算模型，通过力学计算模型自动进行计算分析得到单工况荷载作用效应，通过荷载作用组合效应与模板系统材料力学性能或挠度规范规定值进行比较，从而根据模板系统中构件所承受的荷载作用组合效应对模板系统设计参数进行优化设计，使在符合规范要求的基础上最大程度上发挥各模板系统构件的材料性能，有利于降低施工安全事故的发生率，对后续工程具有预防指导的意义。

Description

基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法
技术领域
本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法。
背景技术
随着我国人口的不断增加，土地资源的日渐稀缺，在此背景下建筑施工的混凝土结构中高层建筑越来越多，混凝土工程质量成为社会大众最关心的问题。在混凝土结构施工之前需要对混凝土墙、柱成形用模板系统进行设计，设计不合理会导致结构变形、甚至造成模板坍塌等严重质量、安全事故，所以需要对模板体系的安全情况进行系统校核，检查出存在安全隐患的构件。
因此，合理地简化并严格地把握设计、施工程序，是目前确保施工安全的主要手段。传统的模板系统力学计算方法是通过自行梳理力学传递关系，并将模板系统简化成二跨等跨连续梁、三跨等跨连续梁，再通过静力学公式进行求解，此方法对计算模型进行最大程度的简化，不能针对具体情况具体分析，计算结果容易出现一定的偏差和错误。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，以解决上述技术问题。
本发明提供一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，包括：
S1、在待建的建筑设计图纸中获取墙及柱的几何数据，并获取模板系统设计参数和规范规定挠度值，所述模板系统设计参数包括模板系统截面规格、数量间距以及模板系统材料力学性能；所述模板系统包括面板、次楞、主楞以及对拉螺栓，设置所述模板系统将新浇筑混凝土墙及柱对模板侧压力以及下料产生水平力直接传递至接触的面板上，设置次楞作为面板支座，设置主楞作为次楞支座，设置对拉螺栓作为主楞支座，依次传递支座反力；
S2、根据墙及柱的几何数据，在Dynamo中构建墙及柱的模板系统的几何模型，其中，在所述几何模型中通过模型节点表示墙及柱模板系统的相对坐标，且各模型节点通过几何模型线连接；
S3、根据S2中的几何模型线创建结构分析线，对所述结构分析线设置截面规格、模板系统材料力学性能，根据实际施工中模板系统的搭建方式设置边界条件，生成墙及柱的模板系统的力学计算模型；
S4、在S3中形成的所述墙及柱的模板系统力学计算模型上，施加恒、活单工况的荷载标准值；
S5、创建包括所述模板系统力学计算模型及所述荷载标准值的计算分析模型列表，通过该列表调用Robot进行计算；
S6、Dynamo中调取Robot中计算得到的模板系统的荷载效应标准值，对荷载效应标准值进行承载能力极限状态下的组合，得到荷载基本组合效应，对荷载效应标准值进行正常使用极限状态下的组合，得到荷载标准组合效应，并分别与S1中所述材料力学性能以及规范规定挠度值进行比较，在所述荷载基本组合效应大于S1中的所述材料力学性能，或者所述荷载标准组合效应大于S1中所述规范规定挠度值的情况下，返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至所述荷载基本组合效应小于等于S1中的所述材料力学性能且所述荷载标准组合效应小于等于S1中所述规范规定挠度值。
进一步地，S2包括：通过Point.Bycoordinates节点创建面板、次楞及主楞的模型节点，通过Line.BystaitPointEndPoint节点将所述模型节点连接成为几何模型线。
进一步地，S2包括：
构建墙及柱的面板几何模型，以Dynamo中的Piont.Origin为中心点或XY轴上某点坐标为对称原点进行布置，设置面板计算宽度Lm，其中，墙的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为预设的宽度，柱的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为柱的实际宽度，设置次楞均匀放置，设置面板几何模型左端点的相对坐标为-Lm/2，右端点的相对坐标为Lm/2，设置次楞个数为m，则设置次楞间距为Ds=Lm/(m-1)。
进一步地，S2包括以下步骤：
根据主楞间距、次楞去掉悬臂段跨数、次楞左右悬臂段长度建立墙及柱的次楞几何模型，根据柱中间增设对拉螺栓数量、主楞左右悬臂段长度建立墙及柱的主楞几何模型；
根据计算所述次楞几何模型或主楞几何模型的模型总长度，其中，次楞几何模型的模型总长度Ss=ns×Dm+as1+as2，Dm为主楞间距，ns为次楞去掉悬臂段跨数，ns=m-1，as1为次楞左悬臂段长度，as2为次楞右悬臂段长度，m为次楞个数；
其中，主楞几何模型的模型总长度Sm=Sh+am1+am2+(a+h)×2，Sh为墙的预设的宽度或柱的实际宽度，am1为主楞左悬臂段长度，am2为主楞右悬臂段长度，a为墙及柱的面板厚度，h为墙及柱的次楞高度，对拉螺栓间距为Db=(Sm-am1-am2)/(i+1)，i为柱中间增设对拉螺栓数量，nm为主楞去掉悬臂段跨数，nm=i+1；
设置所述次楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Ss-as1-as2)/2-as1；
设置主楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Sm-am1-am2)/2-am1；
将所述次楞几何模型的边界条件设置的相对坐标依次为-ns×Dm/2、-ns×Dm/2+Dm、...、ns×Dm/2；
设置主楞几何模型中的边界条件的相对坐标依次为-nm×Db/2、-nm×Db/2+Db、...、nm×Db/2；
设置所述次楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Ss-as1-as2)/2+as2；
设置主楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Sm-am1-am2)/2+am2。
进一步地，S3包括以下：
将所述模型线通过AnalyticalBar.ByLines节点连接，生成结构分析线；
通过AnalyticalBar.SetSectionByName节点将所述截面规格指定给对应的结构分析线；
利用AnalyticalBar.SetMaterialByName节点将所述材料力学性能指定给对应的结构分析线；
通过AnalyticalNode.SetSupportByName节点定义边界条件，并通过AnalyticalBar.StartNode或AnalyticalBar.EndNode节点设置边界条件的模型节点。
进一步地，S4包括以下：
根据荷载工况的类型和作用形式创建恒荷载和活荷载；
通过LoadCase.ByNatureAndType节点创建荷载工况；
通过UniformMemberLoad.ByBars节点在已指定模板系统设计参数的结构分析线上施加均布荷载；
利用NodalLoad.ByNodes节点施加集中荷载。
进一步地，S4包括：墙及柱的面板和次楞上均布荷载的施加、墙及柱的主楞上集中荷载的施加；
墙及柱面板上均布荷载的施加包括：
获取新浇混凝土对模板侧压力的荷载标准值以及下料产生水平荷载标准值；将所述荷载标准值以均布恒荷载的形式施加面板力学计算模型上；
次楞均布荷载的施加包括：
将墙及柱面板力学计算模型计算得到的最大支座反力标准值以均布荷载的形式施加在墙及柱的次楞力学计算模型上；
墙及柱的主楞集中荷载的施加包括：
根据墙及柱的次楞间距Ds以及次楞个数m，确定主楞集中荷载的起始模型节点的相对坐标为-(m-1)×Ds/2，根据墙及柱的次楞排布位置确定集中荷载的加载点；将墙及柱的次楞力学计算模型计算得到的支座反力标准值以集中荷载的形式依次施加在墙及柱的主楞力学计算模型上。
进一步地，S5包括：
执行Dynamo Strctural Analysis运行菜单，利用Analysis.Calculate节点的输出计算分析结果。
进一步地，所述荷载效应标准值包括：弯矩标准值、挠度标准值和支座反力标准值；S6包括：
通过BarForces.GetMaxValuesList、BarForces.GetMinValuesList节点输出弯矩标准值；
通过NodeReactions.GetListValue节点输出支座反力标准值；
通过BarDisplacements.GetMinValuesList节点输出挠度标准值。
进一步地，在S6之后，还包括：S7、判断S6中得到的主楞的支座反力标准值是否小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力，若不是则重新返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至S6中得到的主楞的支座反力标准值小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力。
本发明提供的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，通过Dynamo及Robot开发混凝土墙、柱模板的面板、次楞和主楞的力学计算模型，通过力学计算模型自动进行计算得到相应工况荷载作用效应，通过相应荷载作用组合效应与结构构件抗弯强度或挠度规范规定值比较，从而根据各构件的荷载特性能够对各构件的设计参数进行优化，使在符合尺寸需求的基础上最大程度上发挥各构件的材料性能。有利于避免引发安全事故，对后续工程具有预防指导的意义。
本发明的有益效果在于：本发明可以自动计算墙、柱的模板系统，并且可以快速赋予模型属性，同时也方便对参数动态地修改，利用软件辅助设计的手段，减小墙柱模板系统设计的难度，提高建筑设计效率和准确性，大大降低工程设计人员的操作难度；且本发明产生的力学建模可以与建模成果相结合，实现计算模型和建模模型的一致性；此外，本发明并不是简单的力学模型的过度简化，通过本发明提供的方法得到的数据结果更加贴合工程实际。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的方法的示意性流程图；
图2是本发明一个实施例的柱的H方向主楞几何模型；
图3是本发明一个实施例中Robot上柱的H方向主楞力学计算模型展示图；其中，（a）为施加集中恒荷载的主楞力学计算模型；（b）为施加集中活荷载的主楞力学计算模型；
图4为本发明一个实施例中Robot上输出弯矩标准值的展示图，其中，图4的（c）为施加集中恒荷载产生的弯矩标准值，图4的（d）为施加集中活荷载产生的弯矩标准值；
图5为本发明一个实施例中Robot上输出挠度标准值的展示图，其中，图5中的（e）为施加集中恒荷载产生的挠度标准值，图5中的（f）为施加集中活荷载产生的挠度标准值；
图6为本发明一个实施例中Robot上输出支座反力标准值的展示图，图6的（g）为施加集中恒荷载产生的支座反力标准值，图6的（h）为施加集中活荷载产生的支座反力标准值。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释：
Robot是用于结构分析和结构设计的应用软件；
Dynamo是一种可视化编程工具，用于定义关系和创建算法。
图1是本发明一个实施例提供的一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法的示意性流程图。如图1所示，该方法包括：
S1、在待建的建筑设计图纸中获取墙及柱的几何数据，并获取模板系统设计参数和规范规定挠度值，所述模板系统设计参数包括模板系统截面规格、数量间距以及模板系统材料力学性能；所述模板系统包括面板、次楞、主楞以及对拉螺栓，设置所述模板系统将新浇筑混凝土墙及柱对模板侧压力以及下料产生水平力直接传递至接触的面板上，设置次楞作为面板支座，设置主楞作为次楞支座，设置对拉螺栓作为主楞支座，依次传递支座反力；
S2、根据墙及柱的几何数据，在Dynamo中构建墙及柱的模板系统的几何模型，其中，在所述几何模型中通过模型节点表示墙及柱的模板系统的相对坐标，且各模型节点通过几何模型线连接；
S3、根据S2中的几何模型线创建结构分析线，对所述结构分析线设置截面规格、模板系统材料力学性能，根据实际施工中模板系统的搭建方式设置边界条件，生成墙及柱的模板系统的力学计算模型；
S4、在S3中形成的所述墙及柱的模板系统力学计算模型上，施加恒、活单工况的荷载标准值参数，所述荷载标准值根据工程实际情况施加；
S5、创建包括所述模板系统力学计算模型及所述荷载标准值的计算分析模型列表，通过该列表调用Robot进行计算；
S6、Dynamo中调取Robot中计算得到的模板系统的荷载效应标准值，荷载效应标准值包括：弯矩标准值、支座反力标准值、挠度标准值；对荷载效应标准值进行承载能力极限状态下的组合，得到荷载基本组合效应，荷载基本组合效应包括弯矩基本组合设计值和支座反力基本组合设计值，对荷载效应标准值进行正常使用极限状态下的组合，得到荷载标准组合效应，荷载标准组合效应包括挠度标准组合值，并分别与S1中所述材料力学性能以及规范规定挠度值进行比较，在所述荷载基本组合效应大于S1中的所述材料力学性能，或者所述荷载标准组合效应大于S1中所述规范规定挠度值的情况下，返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至所述荷载基本组合效应小于等于S1中的所述材料力学性能且所述荷载标准组合效应小于等于S1中所述规范规定挠度值。
可选地，作为本发明一个实施例，S2包括以下：
通过Point.Bycoordinates节点创建面板、次楞及主楞模型节点，通过Line.BystaitPointEndPoint节点将所述模型节点连接成为几何模型线。
可选地，作为本发明一个实施例，S2包括：
构建墙及柱的面板几何模型，以Dynamo中的Piont.Origin为中心点或XY轴上某点坐标为对称原点进行布置，设置面板计算宽度Lm，其中，墙的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为预设的宽度，柱的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为柱的实际宽度，设置次楞均匀放置，设置面板几何模型左端点的相对坐标为-Lm/2，右端点的相对坐标为Lm/2，设置次楞个数为m，则设置次楞间距为Ds=Lm/(m-1)。
可选地，作为本发明一个实施例，S2包括以下：
根据主楞间距、次楞去掉悬臂段跨数、次楞左右悬臂段长度建立墙及柱的次楞几何模型，根据柱中间增设对拉螺栓数量、主楞左右悬臂段长度建立墙及柱的主楞几何模型；
根据计算所述次楞几何模型或主楞几何模型的模型总长度，其中，次楞几何模型的模型总长度Ss=ns×Dm+as1+as2，Dm为主楞间距，ns为次楞去掉悬臂段跨数，ns=m-1，as1为次楞左悬臂段长度，as2为次楞右悬臂段长度，m为次楞个数；
其中，主楞几何模型的模型总长度Sm=Sh+am1+am2+(a+h)×2，Sh为墙的预设的宽度或柱的实际宽度，am1为主楞左悬臂段长度，am2为主楞右悬臂段长度，a为墙及柱的面板厚度，h为墙及柱的次楞高度，对拉螺栓间距为Db=(Sm-am1-am2)/(i+1)，i为柱中间增设对拉螺栓数量，nm为主楞去掉悬臂段跨数，nm=i+1；
设置所述次楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Ss-as1-as2)/2-as1；
设置主楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Sm-am1-am2)/2-am1；
设置所述次楞几何模型的边界条件的相对坐标依次为-ns×Dm/2、-ns×Dm/2+Dm、...、ns×Dm/2；
设置主楞几何模型中的边界条件的相对坐标依次为-nm×Db/2、-nm×Db/2+Db、...、nm×Db/2；
设置所述次楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Ss-as1-as2)/2+as2；
设置主楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Sm-am1-am2)/2+am2。
可选地，作为本发明一个实施例，S3包括以下：
将所述模型线通过AnalyticalBar.ByLines节点连接，生成结构分析线；
通过AnalyticalBar.SetSectionByName节点将所述截面规格指定给对应的结构分析线；
利用AnalyticalBar.SetMaterialByName节点将所述材料力学性能指定给对应的结构分析线；
通过AnalyticalNode.SetSupportByName节点定义边界条件，并通过AnalyticalBar.StartNode或AnalyticalBar.EndNode节点设置边界条件的模型节点。
可选地，作为本发明一个实施例，S4包括以下：
根据荷载工况的类型和作用形式创建恒荷载和活荷载；
通过LoadCase.ByNatureAndType节点创建荷载工况；
通过UniformMemberLoad.ByBars节点在已指定模板系统设计参数的结构分析线上施加均布荷载；
利用NodalLoad.ByNodes节点施加集中荷载。
可选地，作为本发明一个实施例，S4包括：墙及柱的面板和次楞上均布荷载的施加、墙及柱的主楞上集中荷载的施加；
墙及柱面板上均布荷载的施加包括：
获取新浇混凝土对模板侧压力的荷载标准值以及下料产生水平荷载标准值；将所述荷载标准值以均布恒荷载的形式施加面板力学计算模型上；
次楞均布荷载的施加包括：
将墙及柱面板力学计算模型计算得到的最大支座反力标准值以均布荷载的形式施加在墙及柱的次楞力学计算模型上；
墙及柱的主楞集中荷载的施加包括：
根据墙及柱的次楞间距Ds以及次楞个数m，确定主楞集中荷载的起始模型节点的相对坐标为-(m-1)×Ds/2，根据墙及柱的次楞排布位置确定集中荷载的加载点；将墙及柱的次楞力学计算模型计算得到的支座反力标准值以集中荷载的形式依次施加在墙及柱的主楞力学计算模型上。
可选地，作为本发明一个实施例，S5包括：
执行Dynamo Strctural Analysis运行菜单，利用Analysis.Calculate节点的输出计算分析结果。
可选地，作为本发明一个实施例，所述荷载效应标准值包括：弯矩标准值、支座反力标准值和挠度标准值；S6包括：
通过节点BarForces.GetMaxValuesList节点、BarForces.GetMinValuesList节点输出弯矩标准值；
通过NodeReactions.GetListValue节点输出支座反力标准值；
通过BarDisplacements.GetMinValuesList节点输出挠度标准值。
可选地，作为本发明一个实施例，在S6之后，还包括：S7、判断S6中得到的主楞的支座反力标准值是否小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力，若不是则重新返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至S6中得到的主楞的支座反力标准值小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力。
为了便于对本发明的理解，下面现选取截面规格为0.9m×0.6m的混凝土柱进行验算，以柱截面H方向的主楞的力学建模方法为实施例，对本发明提供的混凝土墙及柱的模板系统建模方法做进一步的描述。
具体的，所述一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法包括：
获取柱的几何数据，将柱的几何数据输入至Dynamo程序中，其中，柱的B方向截面宽度为0.9米，柱的H方向截面宽度为0.6米，主楞选用截面尺寸为φ48×3mm、材料类型为Q235的钢管，柱的H方向主楞左悬臂段长度为0.1米、右悬臂段长度为0.1米。主楞抗弯强度设计值为205N/mm2，柱截面宽度H方向设置3个次楞，中间增设1根对拉螺栓。本申请中的模型中的相对坐标、长度、宽度、间距等数据的数量单位根据设计需求或施工实际使用的数量单位设定，为避免数量单位引起的数据转换，根据柱的几何数据的数量单位“米”，本实施例中的数量单位可以为“米”，模型中不再体现实际的数量单位。
建立柱的主楞几何模型。本实施例设定原点，以Dynamo中的Piont.Origin为中心点或XY轴上某点坐标为对称原点进行布置，本申请所有坐标的数值代表模型节点与原点的相对距离，“-”代表设置模型节点设置在原点的左边，其余代表设置在原点的右边；在本实施例中各模型节点以模型节点5作为原点进行对称分布。
如图2所示根据柱中间增设对拉螺栓数量、主楞左右悬臂段长度建立柱的H方向截面主楞几何模型，根据以下公式计算柱的主楞几何模型的模型总长度：其中，主楞几何模型的模型总长度Sm=Sh+am1+am2+(a+h)×2=0.6+0.1+0.1+(0.015+0.07)×2=0.97，Sh为柱的H方向截面宽度，am1为主楞左悬臂段长度，am2为主楞右悬臂段长度，a为柱的面板厚度，h为柱的次楞高度，对拉螺栓间距为Db=(Sm-am1-am2)/(i+1)=(0.97-0.1-0.1)/(1+1)=0.385，i为柱截面宽度H方向中间增设对拉螺栓数量，i为1根，nm为主楞去掉悬臂段跨数，nm=i+1；设置主楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Sm-am1-am2)/2-am1=-(0.97-0.1-0.1)/2-0.1=-0.485，即图2中的模型节点1；设置主楞几何模型中的边界条件的相对坐标依次为-nm×Db/2、-nm×Db/2+Db、...、nm×Db/2，即图2中的模型节点2、5、8；设置主楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Sm-am1-am2)/2+am2=(0.97-0.1-0.1)/2+0.1=0.485，即图2中的模型节点8。将以上模型节点依次连接成为模型线。选取杆2-5跨中位置为图2中模型节点4，选取杆5-8跨中位置为图2中模型节点6。如图2所示为按照以上述方法建立柱的H方向截面主楞几何模型。
S3、根据S2中的几何模型线创建结构分析线，对所述结构分析线设置截面规格、模板系统材料力学性能，根据实际施工中模板系统的搭建方式设置边界条件，生成墙及柱的模板系统的力学计算模型；将所述模型线通过AnalyticalBar.ByLines节点连接，生成结构分析线；在将主楞的截面规格指定给构件之前，需要确保已将截面加载到Robot中。横截面的施加过程可以在Robot项目文件中完成，也可以在Dynamo中使用钢材截面的Bar.LoadSections节点执行。确保截面在激活的Robot项目中可用后，使用AnalyticalBar.SetSectionByName节点将柱的主楞截面规格指定给结构分析线。利用AnalyticalBar.SetMaterialByName节点将柱的主楞材料力学性能指定给结构分析线。
S4、施加柱的主楞荷载。墙及柱的主楞集中荷载的施加包括：
设置次楞间距为Ds=Lm/(m-1)=0.6/2=0.3，其中，Lm为柱的实际宽度，即柱的H方向截面宽度0.6，m为柱截面宽度H方向设置次楞个数，m为3个。根据柱的次楞间距Ds以及次楞个数m，确定主楞集中荷载的起始模型节点的相对坐标为-(m-1)×Ds/2=-0.3，即图2中的模型节点3，根据柱的次楞排布位置确定集中荷载的加载点，即图2中的模型节点5、7；将柱的次楞力学计算模型计算得到的支座反力标准值以集中荷载的形式依次施加在柱的主楞力学计算模型上。
利用NodalLoad.ByNodes节点，将柱面板力学计算模型计算得到的支座反力标准值以集中荷载FZ的形式依次施加在主楞的力学计算模型上。其中图3中的（a）为施加集中恒荷载标准值的柱的主楞力学计算模型；图3中的（b）为施加集中活荷载标准值柱的主楞力学计算模型。
S5、创建一个包含生成的含有构件信息、边界条件、荷载工况的设计计算分析模型列表利用Analysis.Calculate节点的输出按类别分类的元素，该元素包括：模型节点、结构分析线、荷载类型和荷载工况。
S6、利用BarForces.GetMaxValuesList节点、BarForces.GetMinValuesList节点输出弯矩标准值，其中，图4的（c）为施加集中恒荷载产生的弯矩标准值，图4的（d）为施加集中活荷载产生的弯矩标准值。BarDisplacements.GetMinValuesList节点输出杆件挠度标准值，输出的杆件挠度标准值如图5所示，其中，图5的（e）为施加集中恒荷载产生的挠度标准值，图5的（f）集中活荷载产生的挠度标准值。NodeReactions.GetListValue节点输出支座反力标准值，输出支座反力标准值的情况如图6所示，其中图6的（g）为施加集中恒荷载产生的支座反力标准值：图6的（h）为施加集中活荷载产生的支座反力标准值。
Dynamo中调取Robot中计算得到的柱的主楞的荷载效应标准值，对荷载效应标准值进行承载能力极限状态下的组合，得到荷载基本组合效应，荷载基本组合效应包括：弯矩基本组合值、支座反力基本组合值；对荷载效应标准值进行正常使用极限状态下的组合，得到荷载标准组合效应，荷载标准组合效应包括：挠度标准组合值，并分别与S1中柱的主楞的材料力学性能以及柱的主楞规范规定挠度值进行比较，在所述荷载基本组合效应大于S1中的柱的主楞的材料力学性能，或者所述荷载标准组合效应大于S1中柱的主楞的规范规定挠度值的情况下，返回S1重新调整所述柱的主楞设计参数的值，并重复S1~S5，直至所述荷载基本组合效应小于等于S1中柱的主楞的材料力学性能且所述荷载标准组合效应小于等于S1中柱的主楞的规范规定挠度值。表1给出本实施例提供的混凝土柱的H方向截面主楞力学计算模型得到的相关参数的计算结果。
表1 混凝土柱主楞力学计算模型相关参数
模型节点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
恒荷载标准值（kN/m） 0 0 -3.52 0 -7.04 0 -3.52 0 0
活荷载标准值（kN/m） 0 0 -0.26 0 -0.52 0 -0.26 0 0
恒荷载产生的弯矩标准值（N/mm<sup>2</sup>） 0 0 0.24 0 -0.19 0 0.24 0 0
活荷载产生的弯矩标准值（N/mm<sup>2</sup>） 0 0 0.02 0 -0.01 0 0.02 0 0
弯矩基本组合设计值（N/mm<sup>2</sup>） 0 0 0.34 0 -0.26 0 0.34 0 0
恒荷载产生的挠度标准值（mm） 0.099 0 0.090 0.096 0 0.096 0.090 0 0.099
活荷载产生的挠度标准值（mm） 0.007 0 0.007 0.007 0 0.007 0.007 0 0.007
挠度标准组合值（mm） 0.106 0 0.097 0.103 0 0.103 0.097 0 0.106
恒荷载产生的支反力标准值（kN） -- 2.09 -- -- 9.89 -- -- 2.09 --
活荷载产生的支反力标准值（kN） -- 0.16 -- -- 0.74 -- -- 0.16 --
支座反力基本组合设计值（kN） -- 2.96 -- -- 13.97 -- -- 2.96 --
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内或任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，包括：
S1、在待建的建筑设计图纸中获取墙及柱的几何数据，并获取模板系统设计参数和规范规定挠度值，所述模板系统设计参数包括模板系统截面规格、数量间距以及模板系统材料力学性能；所述模板系统包括面板、次楞、主楞以及对拉螺栓，设置所述模板系统将新浇筑混凝土墙及柱对模板侧压力以及下料产生水平力直接传递至接触的面板上，设置次楞作为面板支座，设置主楞作为次楞支座，设置对拉螺栓作为主楞支座，依次传递支座反力；
S2、根据墙及柱的几何数据，在Dynamo中构建墙及柱的模板系统的几何模型，其中，在所述几何模型中通过模型节点表示墙及柱模板系统的相对坐标，且各模型节点通过几何模型线连接；构建墙及柱的面板几何模型，以Dynamo中的Piont.Origin为中心点或XY轴上某点坐标为对称原点进行布置，设置面板计算宽度Lm，其中，墙的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为预设的宽度，柱的面板几何模型中设置面板计算宽度Lm为柱的实际宽度，设置次楞均匀放置，设置面板几何模型左端点的相对坐标为-Lm/2，右端点的相对坐标为Lm/2，设置次楞个数为m，则设置次楞间距为Ds=Lm/(m-1)；
S3、根据S2中的几何模型线创建结构分析线，对所述结构分析线设置截面规格、模板系统材料力学性能，根据实际施工中模板系统的搭建方式设置边界条件，生成墙及柱的模板系统的力学计算模型；将所述模型线通过AnalyticalBar.ByLines节点连接，生成结构分析线；通过AnalyticalBar.SetSectionByName节点将所述截面规格指定给对应的结构分析线；利用AnalyticalBar.SetMaterialByName节点将所述材料力学性能指定给对应的结构分析线；通过AnalyticalNode.SetSupportByName节点定义边界条件，并通过AnalyticalBar.StartNode或AnalyticalBar.EndNode节点设置边界条件的模型节点；
S4、在S3中形成的所述墙及柱的模板系统力学计算模型上，施加恒、活单工况的荷载标准值；
S5、创建包括所述模板系统力学计算模型及所述荷载标准值的计算分析模型列表，通过该列表调用Robot进行计算；
S6、Dynamo中调取Robot中计算得到的模板系统的荷载效应标准值，对荷载效应标准值进行承载能力极限状态下的组合，得到荷载基本组合效应，对荷载效应标准值进行正常使用极限状态下的组合，得到荷载标准组合效应，并分别与S1中所述材料力学性能以及规范规定挠度值进行比较，在所述荷载基本组合效应大于S1中的所述材料力学性能，或者所述荷载标准组合效应大于S1中所述规范规定挠度值的情况下，返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至所述荷载基本组合效应小于等于S1中的所述材料力学性能且所述荷载标准组合效应小于等于S1中所述规范规定挠度值。
2.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，S2包括：通过Point.Bycoordinates节点创建面板、次楞及主楞的模型节点，通过Line.BystaitPointEndPoint节点将所述模型节点连接成为几何模型线。
3.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，S2包括以下步骤：
根据主楞间距、次楞去掉悬臂段跨数、次楞左右悬臂段长度建立墙及柱的次楞几何模型，根据柱中间增设对拉螺栓数量、主楞左右悬臂段长度建立墙及柱的主楞几何模型；
根据计算所述次楞几何模型或主楞几何模型的模型总长度，其中，次楞几何模型的模型总长度Ss=ns×Dm+as1+as2，Dm为主楞间距，ns为次楞去掉悬臂段跨数，ns=m-1，as1为次楞左悬臂段长度，as2为次楞右悬臂段长度，m为次楞个数；
其中，主楞几何模型的模型总长度Sm=Sh+am1+am2+(a+h)×2，Sh为墙的预设的宽度或柱的实际宽度，am1为主楞左悬臂段长度，am2为主楞右悬臂段长度，a为墙及柱的面板厚度，h为墙及柱的次楞高度，对拉螺栓间距为Db=(Sm-am1-am2)/(i+1)，i为柱中间增设对拉螺栓数量，nm为主楞去掉悬臂段跨数，nm=i+1；
设置所述次楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Ss-as1-as2)/2-as1；
设置主楞几何模型中左悬臂段左端点的相对坐标为-(Sm-am1-am2)/2-am1；
将所述次楞几何模型的边界条件设置的相对坐标依次为-ns×Dm/2、-ns×Dm/2+Dm、...、ns×Dm/2；
设置主楞几何模型中的边界条件的相对坐标依次为-nm×Db/2、-nm×Db/2+Db、...、nm×Db/2；
设置所述次楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Ss-as1-as2)/2+as2；
设置主楞几何模型中右悬臂段右端点的相对坐标为(Sm-am1-am2)/2+am2。
4.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，S4包括以下：
根据荷载工况的类型和作用形式创建恒荷载和活荷载；
通过LoadCase.ByNatureAndType节点创建荷载工况；
通过UniformMemberLoad.ByBars节点在已指定模板系统设计参数的结构分析线上施加均布荷载；
利用NodalLoad.ByNodes节点施加集中荷载。
5.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，S4包括：墙及柱的面板和次楞上均布荷载的施加、墙及柱的主楞上集中荷载的施加；
墙及柱面板上均布荷载的施加包括：
获取新浇混凝土对模板侧压力的荷载标准值以及下料产生水平荷载标准值；将所述荷载标准值以均布恒荷载的形式施加面板力学计算模型上；
次楞均布荷载的施加包括：
将墙及柱面板力学计算模型计算得到的最大支座反力标准值以均布荷载的形式施加在墙及柱的次楞力学计算模型上；
墙及柱的主楞集中荷载的施加包括：
根据墙及柱的次楞间距Ds以及次楞个数m，确定主楞集中荷载的起始模型节点的相对坐标为-(m-1)×Ds/2，根据墙及柱的次楞排布位置确定集中荷载的加载点；将墙及柱的次楞力学计算模型计算得到的支座反力标准值以集中荷载的形式依次施加在墙及柱的主楞力学计算模型上。
6.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，S5包括：
执行Dynamo Strctural Analysis运行菜单，利用Analysis.Calculate节点的输出计算分析结果。
7.根据权利要求1所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，所述荷载效应标准值包括：弯矩标准值、挠度标准值和支座反力标准值；S6包括：
通过BarForces.GetMaxValuesList、BarForces.GetMinValuesList节点输出弯矩标准值；
通过NodeReactions.GetListValue节点输出支座反力标准值；
通过BarDisplacements.GetMinValuesList节点输出挠度标准值。
8.根据权利要求7所述的基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法，其特征在于，在S6之后，还包括：S7、判断S6中得到的主楞的支座反力标准值是否小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力，若不是则重新返回S1重新调整所述模板系统设计参数的值，并重复S1~S5，直至S6中得到的主楞的支座反力标准值小于S1中的对拉螺栓的力学性能参数中的轴力。
CN202210714728.5A 2022-06-23 2022-06-23 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法 Active CN114792025B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210714728.5A CN114792025B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210714728.5A CN114792025B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114792025A CN114792025A (zh) 2022-07-26
CN114792025B true CN114792025B (zh) 2022-09-16

Family

ID=82463273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210714728.5A Active CN114792025B (zh) 2022-06-23 2022-06-23 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114792025B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116305504B (zh) * 2023-05-25 2023-07-28 山东高速德建集团有限公司 基于Dynamo的组装式桁架及支撑力学模型建模方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107700710A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 山东万鑫建设有限公司 填充墙构造柱模板设计验算与施工方法
CN109359434A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 北京市政路桥股份有限公司 模板支架体系衍生式设计方法
CN109706931A (zh) * 2019-01-31 2019-05-03 山东金城建设有限公司 厚大混凝土结构侧面模板设计与施工方法
CN111737803A (zh) * 2020-06-28 2020-10-02 中国建筑一局(集团)有限公司 基于bim技术的超厚底板钢筋支撑体系设计优化系统
CN111859508A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 山东金城建设有限公司 混凝土施工荷载作用下楼盖承载力验算与拆模施工方法
CN111950059A (zh) * 2020-08-08 2020-11-17 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 一种基于bim的浮码头结构一体化构建方法
CN111962860A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 山东金驰建设有限公司 空腹夹层板剪力键装配式模板设计与施工方法
CN112395672A (zh) * 2020-11-17 2021-02-23 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种基于bim技术的变电工程围墙建模方法
CN112861237A (zh) * 2021-03-01 2021-05-28 河北工业大学 一种模块化钢框架建筑结构自动优化设计方法及系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103150460B (zh) * 2013-04-03 2016-01-20 大唐(北京)能源管理有限公司 一种间接空冷塔的结构分析方法
CN110409624B (zh) * 2019-08-02 2020-12-25 山东金城建设有限公司 一种大型设备安装与主体结构逆作计算与施工方法
WO2021040706A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Qualitative mechanics based system modeling
CN111159797B (zh) * 2019-12-06 2023-03-31 上海建工集团股份有限公司 一种基于bim的力学模型通用建模方法
CN111553109A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种薄壁离心混凝土钢管塔受力及有限元分析方法
CN112131677B (zh) * 2020-08-03 2024-02-27 上海建工一建集团有限公司 一种分析建筑结构梁和楼板承载能力的验算方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107700710A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 山东万鑫建设有限公司 填充墙构造柱模板设计验算与施工方法
CN109359434A (zh) * 2018-12-11 2019-02-19 北京市政路桥股份有限公司 模板支架体系衍生式设计方法
CN109706931A (zh) * 2019-01-31 2019-05-03 山东金城建设有限公司 厚大混凝土结构侧面模板设计与施工方法
CN111737803A (zh) * 2020-06-28 2020-10-02 中国建筑一局(集团)有限公司 基于bim技术的超厚底板钢筋支撑体系设计优化系统
CN111859508A (zh) * 2020-07-24 2020-10-30 山东金城建设有限公司 混凝土施工荷载作用下楼盖承载力验算与拆模施工方法
CN111950059A (zh) * 2020-08-08 2020-11-17 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 一种基于bim的浮码头结构一体化构建方法
CN111962860A (zh) * 2020-08-19 2020-11-20 山东金驰建设有限公司 空腹夹层板剪力键装配式模板设计与施工方法
CN112395672A (zh) * 2020-11-17 2021-02-23 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种基于bim技术的变电工程围墙建模方法
CN112861237A (zh) * 2021-03-01 2021-05-28 河北工业大学 一种模块化钢框架建筑结构自动优化设计方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN114792025A (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114781047B (zh) 基于Dynamo的混凝土梁、板模板系统内力计算方法
CN114792025B (zh) 基于Dynamo的混凝土墙柱模板系统力学建模方法
CN112081285B (zh) 一种索结构预应力态拉索长度确定方法
CN109359434B (zh) 模板支架体系衍生式设计方法
KR102217396B1 (ko) 3d 철근 배근 시공도 생성 방법 및 시스템
CN114722446B (zh) 一种基于dynamo的模板系统竖向支撑建模方法
CN109858071B (zh) 一种考虑剪力滞后作用的薄壁箱梁结构动力特性分析方法
Bozzo et al. Modeling, analysis and seismic design of structures using energy dissipators SLB
US10282491B2 (en) System and method for engineering and detailing steel joints in a steel structure
CN110837713A (zh) 钢平台模架装备的bim与有限元模型同步优化方法及系统
CN115374667B (zh) 基于钢结构施工变形对结构设计性能影响的逆分析方法
Horne THE STANCHION PROBLEM IN FRAME STRUCTURES DESIGNED ACCORDING TO ULTIMATE CARRYING CAPACITY.
CN115828376A (zh) 一种基于bim的脚手架设计方法
CN112733302A (zh) 联合构架单钢管计算长度系数确定方法
KR20230090722A (ko) 동바리 설계 및 해석 방법
CN108532938B (zh) 建筑框架设计方法
CN111985024A (zh) 一种调整建筑结构的构件的方法、装置以及电子设备
Zalka et al. FULL-HEIGHT BUCKLING OF FRAMEWORKS WITH CROSS-BRACING.
Nazarenko et al. Method of the finite-element model formation containing the 3D elements for structural calculations of the reinforced concrete structures considering the crack opening
Raji et al. Computer aided design of a twin reinforced concrete multi-storey tower
JP2019207486A (ja) 設計支援装置、設計支援方法、設計支援プログラム及びコンクリート構造物の製造方法
Kim Advancing an Automated Algorithm for Estimating Rebar Quantities in
Bermansyah et al. Analysis of Internal Forces and Structural Dimensions on the Variations of Courtroom Placement of DPRK Building
Lyublinskiy Stress-Strain State Multistory Buildings and Stiffness Shear Bonds
CN117972850A (zh) 一种装配式双曲面三角形蜂窝铝板吊顶方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant