CN115203797B

CN115203797B - 一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法

Info

Publication number: CN115203797B
Application number: CN202210821326.5A
Authority: CN
Inventors: 王逸凡; 赵广坡; 饶明航; 周盟; 杨金旺; 邓小龙; 王祖凤; 王波; 叶波; 方超
Original assignee: China Southwest Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: China Southwest Architectural Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-11-28
Anticipated expiration: 2042-07-13
Also published as: CN115203797A

Abstract

本发明涉及梁支座判断技术领域，公开了一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，包括如下步骤：S1、获取某空间内的所有构件的构件数据，所述构件包括梁、柱、墙及支撑，相邻两个所述构件通过计算梁单元连接；S2、将首尾连接的所述计算梁单元按连接顺序排序并进行分组形成若干组梁串，并将相邻两个所述计算梁单元的连接位置的节点合并，然后按顺序排列形成梁串节点；S3、分别对每组所述梁串对应的梁串节点进行分类；S4、初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁节点的第一节点；S5、找出受力梁段并确认所述受力梁段的类型；S7、将受力梁段进行人为地判定。本发明能自动识别并判断结构计算模型的支座类型，以此对梁段进行类型判断。

Description

一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法

技术领域

本发明涉及梁支座判断技术领域，具体涉及一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法。

背景技术

在建筑工程领域，结构施工图中的梁图自动生成过程中，需要对计算模型的梁支座进行有效且准确的识别和判断以便进行梁图配筋的自动生成。

计算模型是个简化的力学模型，是对真实物理构件的力学抽象，计算模型本身与真实模型存在差异。在计算模型中，为了力学计算的需要，所有构件相交的位置都会被打断并在断点处形成节点。BIM模型是反映真实世界的物理模型，在真实世界中，梁以一个完整的受力单元进行存储更具有现实意义。两种模型的不一致使得其相互转换成为难点。若模型转换的准确性得不到保证，将使得BIM模型的数据载体发生错误，从而导致整个BIM模型的数字化体系难以维系。

计算模型到真实物理模型的转换上，也存在人为认知偏差。梁支座判断如果不合理，梁图自动生成的配筋就不能满足工程实际，将对后续结构数字化体系的建立产生巨大影响。

发明内容

本发明提供一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，可在最大限度减少人为干预的工作量的情况下，对梁支座的判断得到满足要求的合理结果，为后续结构数字化体系的建立提供支撑。

本发明通过下述技术方案实现：

一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，包括如下步骤：

S1、获取某空间内的所有构件的构件数据，所述构件包括梁、柱、墙及支撑，相邻两个所述构件通过计算梁单元连接，且两个所述计算梁单元相交处形成节点；

S2、将首尾连接的所述计算梁单元按连接顺序排序并进行分组形成若干组梁串，并将相邻两个所述计算梁单元的连接位置的节点合并，然后按顺序排列形成梁串节点；

S3、分别对每组所述梁串对应的梁串节点进行分类；

S4、初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁支座节点的第一节点；

S5、找出受力梁段并确认所述受力梁段的类型，然后在找到的受力梁段的基础上进一步确认所述第一节点的合理性，并根据合理性判断后的所述第一节点，重新形成受力梁段；

S6、将重新形成的受力梁段分跨并将重新形成的所述受力梁段的类型进行显示，同时，重新形成的所述受力梁段的类型可进行修改；

S7、将步骤S6标注后的受力梁段进行人为地判定，并将判定认为不正确的受力梁段进行修改。

作为优化，S1中，某空间代表以楼层为单位的空间，各个楼层之间的所述构件相互不影响，且若所述构件设置在多个楼层之间，则将所述构件归属到所述构件的上端所在楼层。

作为优化，S1中，所述构件数据包括计算梁单元、柱、墙、支撑的数据。

作为优化，S3中，所述梁串节点的分类包括含柱节点、顺接墙节点、丁接墙节点、次梁支座节点、连续梁支座节点、悬臂梁端节点、因弯折而导致断开的节点、因弧形导致断开的节点、因梁变截面而断开的节点以及普通相交节点。

作为优化，S4中，通过在宽松条件下的判定原则，采用梁上部纵筋的配筋率来初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁节点的第一节点：

S4.1、计算出所述梁串节点左侧上部纵筋配筋率以及右侧上部纵筋配筋率；

S4.2、当左侧上部纵筋配筋率或右侧上部纵筋配筋率任意一个大于设定阈值时，所述梁串节点则被初步判定为连续梁节点，初步判定为连续梁节点即为第一节点。

作为优化，S5中，找出受力梁段并确认所述受力梁段的类型的具体步骤为：

S5.1、定义构成梁段的梁串节点；

S5.2、将两个可作为支座的梁串节点之间的梁段定义为受力梁段；

S5.3、根据每个所述受力梁段的两端的节点类型确定受力梁段的类型。

作为优化，所述受力梁段的类型包括架梁、次梁、连梁、框连梁、悬挑梁、屋框梁、框支梁。

作为优化，步骤S5中，确认所述第一节点的合理性的具体步骤为：

S5.4、找出并定义所述第一节点左、右两侧的受力梁段为目标梁段，并获取所述目标梁段的类型、截面信息；

S5.5、找出并定义支撑步骤S5.4对应的所述第一节点的受力梁段为支撑梁段，并获得所述支撑梁段的类型、截面信息；

S5.6、若所述第一节点左、右两侧的目标梁段的跨度之和小于支撑梁段的跨度且任一所述目标梁段的截面高度≥支撑梁段，则将所述第一节点调整为普通相交节点。

作为优化，S6中，通过不同的颜色显示对所述受力梁段的不同类型进行显示。

作为优化，S6或S7中，对受力梁段进行修改包括但不限于梁段合并、梁段断开、梁段升降、配筋开启、配筋关闭。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明能自动识别并判断结构计算模型的支座类型，以此对梁段进行类型判断，如楼层框架梁、屋面框架梁、次梁、框支梁、剪力墙连梁、悬挑梁、框连梁等，用户可对本发明自动生成的梁类型进行校核，对于个别受力不明确的梁，用户可根据自身设计需求进行梁类型的指定和修改已达到完全符合自身设计意图的目的，可在最大限度减少人为干预的工作量的情况下，对梁支座的判断得到满足要求的合理结果，为后续结构数字化体系的建立提供支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。在附图中：

图1为支撑本发明所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法的系统的梁支座生成及查改界面图；

图2为通过本发明所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法自动生成的框架结构制作的界面图；

图3为图2中某一次梁自动识别及配筋的示意图；

图4为通过人为对图3中的次梁修改为悬挑梁的示意图；

图5为通过本发明所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法按跨数识别并生成配筋的示意图；

图6为改变图5跨数后的示意图；

图7为连续梁的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

智能识别：

S1、获取某空间内的所有构件的构件数据，所述构件包括梁、柱、墙及支撑，相邻两个所述构件通过计算梁单元连接，且两个所述计算梁单元相交处形成节点。

某空间代表以楼层为单位的空间，各个楼层之间的所述构件相互不影响，且若所述构件设置在多个楼层之间，则将所述构件归属到所述构件的上端所在楼层。

即，梁支座的识别以楼层为单位进行，各个楼层之间对于梁支座的识别相互独立，互相不影响。如果存在跨楼层的层间斜梁，则以层间斜梁的上节点所属楼层为准将层间斜梁归入该楼层进行分析。

S2、将首尾连接的所述计算梁单元按连接顺序排序并进行分组形成若干组梁串，并将相邻两个所述计算梁单元的连接位置的节点合并，然后按顺序排列形成梁串节点。

确定待分析的楼层，获取隶属于该楼层的所有的构件数据，包括梁、柱、墙、支撑的数据(计算模型中定义的计算梁单元是被充分打断的，即在任意梁与构件相交的位置会断开形成节点，而计算模型的计算梁单元则是两个节点中间的部分)。

将首尾连接的计算梁单元按连接顺序排序并进行分组，形成梁串，并将计算梁单元连接位置的节点合并(例如第一个计算梁单元的终点与第二个计算梁单元的起点是重叠的，则这两个节点被合并为一个梁串节点)，并按顺序排列形成梁串节点。

S3、分别对每组所述梁串对应的梁串节点进行分类。

梁串分组完成后，梁支座识别进一步细化到每一个梁串分组中进行，各个梁串分组之间互相不影响。

根据每个梁串节点连接的梁、柱、墙、支撑等情况依次对每个梁串节点进行分类，梁串节点的分类包括：

1)含柱节点：该节点落在柱子的几何外形轮廓范围内；

2)顺接墙节点：该节点落在剪力墙的轮廓范围内，并且剪力墙的方向与节点连接的梁的轴线方向平行；

3)丁接墙节点：该节点落在剪力墙的轮廓范围内，并且剪力墙的方向与节点连接的梁的方向垂直或接近垂直；

4)次梁支座节点：该节点落在另一个梁的轮廓范围内，并且在本次分析的梁串中，该节点只连接一个计算梁单元；

5)连续梁支座节点：该节点落在另一个梁的轮廓范围内，并且在本次分析的梁串中，该节点连接了两个计算梁单元；

6)悬臂梁端节点：该节点不会落在本层任何梁、柱、墙、支撑的轮廓范围内，且在本次分析的梁串中，该节点不连接其他计算梁单元；

7)因弯折而导致断开的节点：该节点不会落在本层任何梁、柱、墙、支撑的轮廓范围内，且在本次分析的梁串中，该节点连接了两个计算梁单元，并且两个计算梁单元不平行；

8)因弧形导致断开的节点：该节点不会落在本层任何梁、柱、墙、支撑的轮廓范围内，且在本次分析的梁串中，该节点连接了两个计算梁单元，并且两个计算梁单元中一个为弧形一个为直线；

9)因梁变截面而断开的节点：该节点不会落在本层任何梁、柱、墙、支撑的轮廓范围内，且在本次分析的梁串中，该节点连接了两个计算梁单元，且两个计算梁单元平行但截面不同；

10)普通相交节点：不满足上述节点判定条件的节点。

这里所指的本次分析，是指对同一楼层的计算梁单元进行分析的时候。

S4、初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁支座节点的第一节点。

连续梁是根据该梁是否在支座位置形成负弯矩判断出的，如果该梁在支座处形成负弯矩则该梁为连续梁；如图7所示，该图为4跨连续梁，5个节点均为连续梁节点，仅方框范围为连续梁支座节点。

找出所有可能的连续梁节点，依据节点两侧梁的上部纵筋配筋率进一步进行确认，具体的，先找出在宽松条件下，有可能是连续梁节点的第一节点，宽松条件下的判定原则主要采用梁上部纵筋的配筋率，判断方法如下：

S4.1、计算出所述梁串节点左侧上部纵筋配筋率以及右侧上部纵筋配筋率；PKPM和YJK等结构计算软件会根据国家规范自动输出上部纵筋配筋率，这里就不再赘述了。S4.2、当左侧上部纵筋配筋率或右侧上部纵筋配筋率任意一个大于设定阈值时，所述梁串节点则被初步判定为连续梁节点，初步判定为连续梁节点即为第一节点。

这里的阈值可以取1.5％。此阈值为经济配筋率范围，阈值为1.5％，配筋率在此阈值钢筋较为经济，该梁受力也较为合适。

接着，形成宽松条件下的梁段。

S5、找出受力梁段并确认所述受力梁段的类型，然后在找到的受力梁段的基础上进一步确认所述第一节点的合理性，并根据合理性判断后的所述第一节点，重新形成受力梁段。

具体包括如下步骤：

S5.1、定义构成梁段的梁串节点，基于前述步骤，构成梁段的所有可能的节点类型已经被定义，包括：含柱节点、顺接墙节点、丁接墙节点、次梁支座节点、连续梁支座节点、悬臂梁端节点。

S5.2、梁串中的节点按顺序排列，将两个可作为支座的梁串节点之间的梁段定义为受力梁段；

这里需要说明的是，可作为支座的梁串节点，具体是指次梁支座节点、连续梁支座节点、含柱节点、顺接墙节点、丁接墙节点、悬臂梁端节点。若梁段由多个节点组成，该梁段的两端点为可作为支座的梁串节点，则该梁段即为受力梁段。

对每个受力梁段两端的节点类型进行判别，确定受力梁段的类型。

本实施例中，所述受力梁段的类型包括架梁、次梁、连梁、框连梁、悬挑梁、屋框梁、框支梁。

1.受力梁段类型包括：框架梁、次梁、连梁、框连梁、悬挑梁、屋框梁、框支梁。

2.受力梁段类型的判定方法如下：

a)框架梁：至少有一个节点是含柱节点；

b)次梁：两端节点只能是：丁接墙节点或次梁支座节点或连续梁节点；

c)连梁：两端节点都是顺接墙节点且梁净跨度与高度之比≤5；

d)框连梁：两端节点都是顺接墙节点且梁净跨度与高度之比＞5；

e)悬挑梁：有一个节点是悬臂梁端节点；

f)屋框梁：位于屋面的框架梁；

g)框支梁：支撑了柱子的框架梁。

按上述方法，对本层所有梁串进行分析，形成本层宽松条件下的受力梁段。

依据宽松条件下已经形成的受力梁段，进一步判断每个连续支座梁节点(第一节点)的合理性，如果不满足合理性要求，则将该连续梁支座节点取消并标记为普通相交节点，连续梁支座节点的合理性判定方法如下：

按上述原则对所有连续梁节点进行合理性判定，并根据合理性判断后的所述第一节点，重新形成受力梁段。

人工复检：在智能识别的情况下，可能存在部分位置受力不明确导致梁支座类型判断不满足设计要求的情况，需要进行人工复检。具体的人工复检包括如下步骤：

S6、将重新形成的受力梁段分跨并将重新形成的所述受力梁段的类型以不同颜色进行显示，同时，重新形成的所述受力梁段的类型可进行修改；具体的，可以以对话框的形式开放给用户进行指定和修改。

连续梁在支座处会进行分跨，此为现有技术，这里就不再赘述了。

S7、将步骤S6标注后的受力梁段进行人为地判定，并将判定认为不正确的受力梁段进行修改。用户可根据不同颜色显示的梁段类型快速检查程序判定结果是否正确，在找出判定不正确的点位时，可进行人工修改。

对受力梁段进行修改包括但不限于梁段合并、梁段断开、梁段升降、配筋开启、配筋关闭。

如图1所示，为梁支座生成及查改界面。

图2为某框架结构支座自动生成的界面，从图2中可以看出，对于该框架结构，使用本发明的方法能准确识别其梁支座，按颜色区分并自动生成框架梁和次梁。

图3为次梁自动识别及配筋的示意图，从图3中可以看出，框线处，软件按照计算模型识别为次梁，按照计算值19进行配筋，实配4C25。梁类型的不同，所对应的配筋也不一样，是现有技术，这里就不再赘述了。

图4为将图3中方框中的次梁修改为悬挑梁。实际工程中如需将框线处次梁判断为内悬挑，这个时候将用到梁支座查改功能，将图3中的次梁修改为图4悬挑梁，重新生成梁配筋图可以看到，此时悬挑端实际配筋为4C22+2C20，即配筋面积为21，较计算值放大1.1倍，满足悬挑梁顶筋放大原则。

根据受力状态进行跨数判断并输出配筋结果，如图5所示，为按跨数识别并生成配筋的示意图，但是某些情况下需要人为判断梁跨数，会对跨数进行拆分和合并，如图6所示。

根据实际设置，此处人为地将L18(1)从梁跨中打断，重新将次梁判断为两跨L18(2)并输出配筋结果。

本发明能有效且准确地识别梁支座类型，进而自动判断不同梁类型，对后续梁图施工图的生成提供可靠的前置条件，同时为设计人员提供了梁类型指定/修改功能，方便设计人员对梁类型进行指定以满足不同的设计需求。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S3、分别对每组所述梁串对应的梁串节点进行分类；

S4、初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁支座节点的第一节点；通过在宽松条件下的判定原则，采用梁上部纵筋的配筋率来初步判定分类后的所述梁串节点中有可能为连续梁节点的第一节点的具体过程为：

S4.2、当左侧上部纵筋配筋率或右侧上部纵筋配筋率任意一个大于设定阈值时，所述梁串节点则被初步判定为连续梁节点，初步判定为连续梁节点即为第一节点；

S6、将重新形成的受力梁段分跨并将重新形成的所述受力梁段的类型进行显示，同时，重新形成的所述受力梁段的类型可进行修改；S7、将步骤S6标注后的受力梁段进行人为地判定，并将判定认为不正确的受力梁段进行修改。

2.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S1中，某空间代表以楼层为单位的空间，各个楼层之间的所述构件相互不影响，且若所述构件设置在多个楼层之间，则将所述构件归属到所述构件的上端所在楼层。

3.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S1中，所述构件数据包括计算梁单元、柱、墙、支撑的数据。

4.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S3中，所述梁串节点的分类包括含柱节点、顺接墙节点、丁接墙节点、次梁支座节点、连续梁支座节点、悬臂梁端节点、因弯折而导致断开的节点、因弧形导致断开的节点、因梁变截面而断开的节点以及普通相交节点。

5.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S5中，找出受力梁段并确认所述受力梁段的类型的具体步骤为：

S5.1、定义构成梁段的梁串节点；

6.根据权利要求5所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，所述受力梁段的类型包括架梁、次梁、连梁、框连梁、悬挑梁、屋框梁、框支梁。

7.根据权利要求6所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，步骤S5中，确认所述第一节点的合理性的具体步骤为：

8.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S6中，通过不同的颜色显示对所述受力梁段的不同类型进行显示。

9.根据权利要求1所述的一种智能识别结合人工复检对梁支座进行判断的方法，其特征在于，S6或S7中，对受力梁段进行修改包括但不限于梁段合并、梁段断开、梁段升降、配筋开启、配筋关闭。