CN114896665B - 一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法 - Google Patents
一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，步骤如下：步骤一：创建预制墙板参数化截面；步骤二：参数化信息接收以及异常抓取识别；步骤三：创建预制墙板模型对象；步骤四：参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求；步骤五：确定预制墙板的配筋需求及构造需求，进行强度验算；步骤六：对预制墙板进行参数化配筋设计；步骤七：实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞；步骤八：完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计。本发明通过二次开发的手段改变以往由二维图纸到三维结构的设计模式，精确的控制生产施工的用料成本，节约人力及时间成本，达到准确高效的效果。
Description
技术领域
本发明涉及BIM应用技术领域，具体为一种基于Tekla软件的装配式剪力墙预制墙板构件参数化设计方法。
背景技术
BIM(Building Information Modeling，即建筑信息模型 )具有强大的三维设计功能，具有三维可视化、协同性和信息可提取性的特点。BIM中所有的结构构件都是三维实体，提供的信息量完整，且三维显示直观并可实时观察，能很好地检测结构布置的合理性及结构细部构造特征。BIM的全面应用将大大提高建筑工程的信息化程度，对建筑业科技进步产生巨大的影响。
进行装配式剪力墙结构预制墙板深化设计BIM模型研究，基于Tekla建模软件进行二次开发，开发出适用于装配式剪力墙结构预制墙板深化设计的应用模块，旨在打通设计阶段与施工阶段之间的信息壁垒。通过基于Tekla软件二次开发的方式，为设计和施工阶段信息交换探索一条可行的技术途径，对推动BIM技术应用和发展具有一定的借鉴价值。
目前，装配式剪力墙预制墙板构件的结构设计中，由于二维设计的缺陷，设计上存在许多不合理的现象、甚至是不安全的，设计深度不够，有必要进行基于BIM的三维优化设计。
因此，改进和优化，提供一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，是一个值得研究的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种适用于装配式剪力墙预制墙板深化设计的应用模块，旨在打通设计阶段与施工阶段之间的信息壁垒的的可行的、新的装配式剪力墙结构预制墙板设计方法，即一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，该方法的步骤为：
步骤一：创建预制墙板参数化截面；步骤二：参数化信息接收以及异常抓取识别；步骤三：创建预制墙板模型对象；步骤四：参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求；步骤五：确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算；步骤六：对预制墙板进行参数化配筋设计；步骤七：实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞；步骤八：完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计；
所述的创建预制墙板参数化截面：在墙体截面信息区域，包含预制墙板材料，模型等级，模型高H和模型宽B；
所述的创建预制墙板模型对象：通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象；
所述的预制墙板的三维设计：是检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计；
所述的对预制墙板进行参数化配筋设计：包括预制墙板的竖向钢筋预留长度，分布钢筋间距、直径、规格，竖向拉筋间距，水平拉筋间距，水平钢筋预留长度，套筒规格和套筒排布方式信息；
对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
创建预制墙板参数化截面，通过参数化的方式设置预制墙板的截面信息，创建参数化截面的目的在于应对不同的工程需求以及构件参数配置。
参数化信息接收以及异常抓取，针对用户输入的预制墙板模型数据进行异常检查和错误提醒，参数化信息接收以及异常抓取的目的在于优化用户使用体验，避免出现严重的设计错误。
创建预制墙板模型对象，通过Tekla软件将设置好的参数信息输出，完成模型的创建;通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，实现精准快速的创建预制墙板模型对象。
参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求，初步进行预制墙板配筋设计，为下一步深化设计提供基础，保证深化设计安全性与合理性。
确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算，通过水平抗剪验算，确定实际配筋需求，其目的在于优化配筋设计，增强结构安全性，水平抗剪承载力计算方法如下所示：
表示垂直穿过结合面的钢筋抗拉强度设计值；
表示与剪力设计值V相应的垂直于结合面的轴向力设计值，压力时取正，拉力时取负；
表示垂直穿过结合面的抗剪钢筋面积。
对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计，其目的在于通过直观的三维深化模型立体图能够精确的指导生产施工，提高生产效率，减少设计交底出现的沟通障碍。
完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，通过Tekla将深化设计图纸导出，其包含有构件三维详图，平立剖面图，钢筋用量材料表，其目的在于指导预制厂施工，减少施工人员工作难度。
积极有益效果：本发明具有以下技术效果：1.可有效地提高装配式剪力墙结构预制墙板的设计深度和设计效率；2.通过参数化的方式设置预制墙板的截面信息，创建参数化截面的目的在于应对不同的工程需求以及构件参数配置；3.参数化信息接收以及异常抓取，针对用户输入的预制墙板模型数据进行异常检查和错误提醒，参数化信息接收以及异常抓取的目的在于优化用户使用体验，避免出现严重的设计错误；4.创建预制墙板模型对象，通过Tekla软件将设置好的参数信息输出，完成模型的创建，创建预制墙板模型对象的目的通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象；5.参照PKPM结构分析软件计算后，形成预制墙板配筋需求，根据结构计算软件的结果，初步进行预制墙板配筋设计；参照PKPM结构分析软件计算后，形成预制墙板配筋需求的目的在于为下一步深化设计提供基础，保证深化设计安全性与合理性；6.对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价；7.实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计，其目的在于通过直观的三维深化模型立体图能够精确的指导生产施工，提高生产效率，减少设计交底出现的沟通障碍；8.确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算，通过水平抗剪验算，确定实际配筋需求，其目的在于优化配筋设计，增强结构安全性；9.完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，通过Tekla将深化设计图纸导出，其包含有构件三维详图，平立剖面图，钢筋用量材料表，其目的在于指导预制厂施工，减少施工人员工作难度。
附图说明
图1为本申请的基本方法流程示意图；
图2为三维精细化后的二维图纸模型；
图3为预制墙板结构建模windows窗口应用程序界面；
图4为参数化生成Tekla模型；
图5为预制墙板钢筋建模windows窗口应用程序界面；
图6为Tekla内部建模模型；
图7展示了本申请的智能化计算纵筋间距循环流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明：
如图1所示，发明提供一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，包括以下步骤：（1）创建预制墙板参数化截面；（2）：参数化信息接收以及异常抓取；（3）：创建预制墙板模型对象；（4）：参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求；（5）：确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算；（6）：对预制墙板进行参数化配筋设计；（7）：实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞；（8）：完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，如图2所示，以结构建模程序编制、钢筋建模程序编制两步骤两模块（结构、钢筋）的预制剪力墙精细化模型建立方式为基础，完成结构建模程序和钢筋建模程序的开发，之后Tekla软件中进行模型创建导出，图纸包括构件竖向钢筋、水平钢筋、拉筋以及套筒的详细位置信息。
所述的创建预制墙板参数化截面，如图3所示，在墙体截面信息区域，包含预制墙板材料，模型等级，模型高H，模型宽B。
所述的创建预制墙板模型对象，通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象。
所述的预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计。
所述的对预制墙板进行参数化配筋设计，如图5所示，包括预制墙板的竖向钢筋预留长度，分布钢筋间距、直径、规格，竖向拉筋间距，水平拉筋间距，水平钢筋预留长度，套筒规格，套筒排布方式等信息。
对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
通过参数化的方式设置预制墙板的截面信息，创建参数化截面的目的在于应对不同的工程需求以及构件参数配置。
参数化信息接收以及异常抓取，针对用户输入的预制墙板模型数据进行异常检查和错误提醒，参数化信息接收以及异常抓取的目的在于优化用户使用体验，避免出现严重的设计错误。
创建预制墙板模型对象，如图6所示，通过Tekla软件将设置好的参数信息输出，完成模型的创建，包括构件平面和三维立体图，创建预制墙板模型对象的目的通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象。
参照PKPM结构分析软件计算后，形成预制墙板配筋需求，根据结构计算软件的结果，初步进行预制墙板配筋设计，将计算结果与工程具体要求一一对应。
对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计，其目的在于通过直观的三维深化模型立体图能够精确的指导生产施工，提高生产效率，减少设计交底出现的沟通障碍。
确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算，通过水平抗剪验算，确定实际配筋需求，其目的在于优化配筋设计，增强结构安全性。
完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，通过Tekla将深化设计图纸导出，其包含有构件三维详图，平立剖面图，钢筋用量材料表，其目的在于指导预制厂施工，减少施工人员工作难度。
如图4为参数化生成Tekla模型，装配式剪力墙预制墙板的创建首先需要定义墙肢的截面B*H，输入墙体结构的厚度和高度，该截面为矩形截面，本程序中墙体截面的其他相关的属性按默认设置，通过在Tekla工作平面中拾取起点和终点，即可一键生成。
如图7所示可以更加清楚地理解本申请，其中A、B用于存储数据用作后续判断，数据300代表长度300毫米，也就是纵筋的间距。通过循环判断语句得出整数数量下（纵筋的数量必须为整数）最接近实际输入的纵筋间距（300mm）的纵筋数量的间距值，用于后续建模。
本发明具有以下技术效果：1.可有效地提高装配式剪力墙结构预制墙板的设计深度和设计效率；2.通过参数化的方式设置预制墙板的截面信息，创建参数化截面的目的在于应对不同的工程需求以及构件参数配置；3.参数化信息接收以及异常抓取，针对用户输入的预制墙板模型数据进行异常检查和错误提醒，参数化信息接收以及异常抓取的目的在于优化用户使用体验，避免出现严重的设计错误；4.创建预制墙板模型对象，通过Tekla软件将设置好的参数信息输出，完成模型的创建，创建预制墙板模型对象的目的通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象；5.参照PKPM结构分析软件计算后，形成预制墙板配筋需求，根据结构计算软件的结果，初步进行预制墙板配筋设计；参照PKPM结构分析软件计算后，形成预制墙板配筋需求的目的在于为下一步深化设计提供基础，保证深化设计安全性与合理性；6.对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价；7.实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计，其目的在于通过直观的三维深化模型立体图能够精确的指导生产施工，提高生产效率，减少设计交底出现的沟通障碍；8.确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算，通过水平抗剪验算，确定实际配筋需求，其目的在于优化配筋设计，增强结构安全性；9.完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，通过Tekla将深化设计图纸导出，其包含有构件三维详图，平立剖面图，钢筋用量材料表，其目的在于指导预制厂施工，减少施工人员工作难度。
Claims (9)
1.一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：该方法的步骤为：
步骤一：创建预制墙板参数化截面；步骤二：参数化信息接收以及异常抓取识别；步骤三：创建预制墙板模型对象；步骤四：参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求；步骤五：确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算；步骤六：对预制墙板进行参数化配筋设计；步骤七：实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞；步骤八：完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计；
所述的创建预制墙板参数化截面：在墙体截面信息区域，包含预制墙板材料，模型等级，模型高H和模型宽B；
所述的创建预制墙板模型对象：通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，精准快速的创建预制墙板模型对象；
所述的预制墙板的三维设计：是检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计；
所述的对预制墙板进行参数化配筋设计：包括预制墙板的竖向钢筋预留长度，分布钢筋间距、直径、规格，竖向拉筋间距，水平拉筋间距，水平钢筋预留长度，套筒规格和套筒排布方式信息；
对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
2.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：创建预制墙板参数化截面，通过参数化的方式设置预制墙板的截面信息，创建参数化截面的目的在于应对不同的工程需求以及构件参数配置。
3.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：参数化信息接收以及异常抓取，针对用户输入的预制墙板模型数据进行异常检查和错误提醒，参数化信息接收以及异常抓取的目的在于优化用户使用体验，避免出现严重的设计错误。
4.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：创建预制墙板模型对象，通过Tekla软件将设置好的参数信息输出，完成模型的创建;通过参数化的信息输入输出，在软件内部通过调用拾取、拉伸命令，实现精准快速的创建预制墙板模型对象。
5.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：参照PKPM结构分析软件计算结果，形成预制墙板配筋需求，初步进行预制墙板配筋设计，为下一步深化设计提供基础，保证深化设计安全性与合理性。
6.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：确定预制墙板的配筋需求及构造需求，并进行强度验算，通过水平抗剪验算，确定实际配筋需求，其目的在于优化配筋设计，增强结构安全性，水平抗剪承载力计算方法如下所示：
表示垂直穿过结合面的钢筋抗拉强度设计值；
表示与剪力设计值V相应的垂直于结合面的轴向力设计值，压力时取正，拉力时取负；
表示垂直穿过结合面的抗剪钢筋面积。
7.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：对预制墙板进行参数化配筋设计，参数化配筋设计钢筋的直径和间距可有所不同，增强设计友好性以及使用灵活性，参数化设计的目标为精确控制预制墙板的用钢量，节约资源成本，降低造价。
8.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：实现预制墙板的三维设计，检查规避钢筋碰撞，通过模型对象的创建以及钢筋深化设计的结合，进行碰撞检查，完成预制墙板的三维设计，其目的在于通过直观的三维深化模型立体图能够精确的指导生产施工，提高生产效率，减少设计交底出现的沟通障碍。
9.根据权利要求1所述的一种基于Tekla软件的装配式剪力墙结构预制墙板深化设计方法，其特征在于：完成预制墙板从三维模型到二维图纸的深化设计，通过Tekla将深化设计图纸导出，其包含有构件三维详图，平立剖面图，钢筋用量材料表，其目的在于指导预制厂施工，减少施工人员工作难度。
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