CN115422626B - 一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明建筑设计技术领域，公开了一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，包括：S1、定义楼板数据模型，形成具备楼板概念、楼板几何信息、构件关联关系、分析计算结果的楼层；S2、确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层；S3、获取所述对象楼层的所有的楼板支座位置及楼板支座数量；S4、根据所述楼板支座位置及楼板支座数量进行楼板上部钢筋布置。本方法可根据楼板跨度、楼板形状以及楼板交错情况自动协调楼板钢筋，自动布置出满足工程应用的楼板钢筋排布方式，能够覆盖工程中各种复杂情况，极大提升设计效率和质量。

Description

一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法

技术领域

本发明涉及建筑设计技术领域，具体涉及一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法。

背景技术

建筑工程结构板施工图设计目前主要有两种方式，一是借助传统插件工具(CAD中二次开发的插件工具)对量大面广的规则楼板进行钢筋配置，再通过人工复核、修改、绘制补充复杂区域的钢筋配置；二是也有不少工程师手动进行楼板钢筋配置和图纸绘制。上述两种方式都存在效率低、易出错的问题。传统插件工具并不面向结构构件，仅通过点和线形成特定图形，只能通过简单的程序化规则实现楼板钢筋配置，而且传统的插件工具不具备数据信息，难以形成设计逻辑，必须借助大量的人工手动干预，难以有效降低结构板施工图设计的工作量，也难以提高设计质量和准确性。

发明内容

本发明提供一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，通过定义的楼板数据模型，形成具备楼板概念、楼板几何信息、构件关联关系、分析计算结果的对象，利用楼板数据模型在实际工程项目中实例的数据和楼板上部钢筋布置算法，按照楼板上部钢筋布置流程，实现建筑工程项目中各类结构楼板上部钢筋自动布置，解决复杂结构区域钢筋布置难点，大幅减少人工介入工作量，提升结构楼板施工图设计效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，包括：

S1、定义楼板数据模型，形成具备楼板概念、楼板几何信息、构件关联关系、分析计算结果的楼层；

S2、确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层；

S3、获取所述对象楼层的所有的楼板支座位置及楼板支座数量；

S4、根据所述楼板支座位置及楼板支座数量进行楼板上部钢筋布置。

作为优化，

义所述楼板数据模型的步骤为：

S1.1、基于楼板的几何特性，获取所述楼板的几何数据，并根据所述几何特性和所述几何数据得到几何信息；

S1.2、获取所述楼板关于理论配筋的分析计算结果；

S1.3、基于所述楼板的钢筋配置，获取所述楼板关于钢筋配置的钢筋数据，并根据所述钢筋配置和所述钢筋数据得到钢筋信息；

S1.4、将所述几何信息、所述分析计算结果和所述钢筋信息作为所述楼板的绘制信息进行存储，以生成所述楼板的楼板数据模型。

作为优化，S2中，确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层的具体步骤为：根据建筑工程项目的楼层标高，选定需要进行楼板上部钢筋自动布置的目标楼层的平面作为对象楼层，若目标楼层存在夹层，则将夹层隔离出来作为一个单独的对象楼层。

作为优化，S3中，获取所述对象楼层的所有的楼板支座类型及楼板支座的数量的具体步骤为：

S3.1、选择所述对象楼层中任一楼板对应的其中一条边，根据该楼板的构件关联关系数据，获取与该边相接的楼板及无相接楼板区域，得到该边的楼板支座，并将与该边相接的楼板数量与无相接楼板区域数量相加，计算得到该边的楼板支座数量；

S3.2、重复S3.1，获取该楼板的每一条边对应的楼板支座数量；

S3.3、重复S3.1和S3.2，得到所述对象楼层的所有楼板对应的楼板支座及楼板支座数量，并对楼板支座进行编号。

作为优化，S4中，根据所述楼板支座位置及楼板支座数量进行楼板上部钢筋布置的具体实施方法为：

S4.1、定义楼板上部钢筋布置所需参数，所述参数包括两支座最小间距、两支座上部钢筋最小净距、预设钢筋组合；

S4.2、选定S3得到的第一楼板支座并计算所述第一楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度

S4.3、计算与所述第一楼板支座在同一楼板的第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度；

S4.4、分别通过两支座最小间距和两支座上部钢筋最小净距，结合第二楼板支座的位置和第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通，若拉通，则跳转到S4.5，否则，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋为不拉通，跳转到S4.6；

S4.5、将第一楼板支座的支座编号、第二楼板支座的支座编号记录成一个临时拉通支座集，跳转至S4.7；

S4.6、通过所述第一楼板支座所属的所述楼板数据模型的分析计算结果数据，得到所述第一楼板支座的配筋计算值，并将所述第一楼板支座的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定所述第一楼板支座最适合的配筋结果，根据配筋结果，在预设钢筋组合中选择出合适的钢筋，将选择的钢筋绘制在所述第一楼板支座的1/2处以完成楼板上部钢筋的图形的绘制；

S4.7、重复S4.2-S4.4，直到所述对象楼层中所有不拉通的楼板支座完成楼板上部钢筋布置。

作为优化，所述两支座最小间距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个楼板支座的最小间距；

所述两支座上部钢筋最小净距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个支座上部钢筋的最小净距；

所述预设钢筋组合定位为：通过可选钢筋直径和可选钢筋间距组成的钢筋组合，得到相应的配筋面积。

作为优化，S4.3中，第二楼板支座的确定方式为：第二楼板支座与所述第一楼板支座同属于同一个楼板，沿所述第一楼板支座作一条垂直平分线，向所述第一楼板支座所属楼板的内侧延伸直到与所述第二楼板支座相交，并得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距。

作为优化，S4.4、判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通的具体方法为：

S4.4.1、当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距小于等于设置的两支座最小间距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距大于设置的两支座最小间距时，转入S4.4.2；

S4.4.2、用第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距，分别减去第一楼板支座的上部钢筋的伸长长度和第二楼板支座的上部钢筋的伸长长度，得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距，当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距小于等于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通，并将第一楼板支座和第二楼板支座的编号记录于一个临时拉通支座集；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距大于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定第一楼板支座楼板上部钢筋不拉通。

作为优化，还包括S4.8、遍历所有临时拉通支座集，对具有相同的支座编号的临时拉通支座集进行合并，得到多组需要拉通的拉通支座集；

S4.9、选择合并后的拉通的任意一个拉通支座集，从该拉通支座集中的每个楼板支座所属楼板数据模型的分析计算结果数据中获取对应的支座配筋计算值，取各楼板支座的配筋计算值中最大的配筋计算值作为该拉通支座集的配筋计算值，将该拉通支座集的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定支座集最适合的配筋结果，根据配筋结果，在拉通支座集中最短楼板支座的1/2处绘制楼板上部钢筋图形。

作为优化，还包括S4.10、对所述拉通支座集中的支座进行补钢筋，具体方法为：

S4.11、选择所述拉通支座集中的任一非最短楼板支座，扣除最短楼板支座的长度投影到该非最短楼板支座的部分，以剩余支座范围作为临时的新支座，利用S4.2-S4.4的计算和判定结果，分别通过S4.5-S4.9的楼板上部钢筋布置方式，完成对拉通支座集中非最短支座的楼板上部钢筋布置；

S4.12、重复S4.11，直至所有的拉通支座集中的楼板支座完成楼板上部钢筋布置和补钢筋。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本方法可根据楼板跨度、楼板形状以及楼板交错情况自动协调楼板钢筋，自动布置出满足工程应用的楼板钢筋排布方式，能够覆盖工程中各种复杂情况，极大提升设计效率和质量。

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为本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法的流程图；

图2为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法以单块板为对象设计的楼板上部钢筋布置图；

图3为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法在当前楼板与多块楼板交错时设计的楼板上部钢筋布置图；

图4为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法当楼板跨度较小时楼板两侧的支座钢筋进行拉通设计的楼板上部钢筋布置图；

图5为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法当楼板跨度较小且与其他楼板交错时，楼板边界形成多个支座并分别进行拉通设计的楼板上部钢筋布置图；

图6为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法当楼板跨度较小并与其他楼板交错，且楼板非矩形板的楼板上部钢筋布置图；

图7为通过本发明所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法综合多块楼板与洞口组成的复杂情况的楼板上部钢筋布置图。

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

如图1所示，一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，包括：

S1、定义楼板数据模型；本实施例中，所述楼板数据模型的数据包括楼板对应的楼板类型、楼板几何信息、构件之间关联关系以及分析计算结果。

本实施例中，定义所述楼板数据模型的步骤为：

S1.1、基于楼板的几何特性，获取所述楼板的几何数据，并根据所述几何特性和所述几何数据得到几何信息。

该楼板可以称为待绘制楼板或者待修改楼板。当该楼板为在其他电子设备上已绘制过的待修改楼板时，通过对楼板进行数据提取，即可获取楼板的几何数据。该楼板为待绘制楼板时，意味着该楼板还未绘制，此时可以通过输入装置将几何数据输入至电子设备中，即可得到几何数据。

几何特性指的是楼板的形状和结构，几何数据指的是几何特性的参数。并且，几何特性和几何数据都是关于待绘制的楼板的。

S1.2、获取所述楼板关于理论配筋的分析计算结果。

分析计算结果指的是对楼板的钢筋配置进行理论计算后得到的结果参数。结果参数包括但不限于为：钢筋面积值，即分析计算结果包括配置的各类钢筋的理论面积值。

根据楼板配筋的特点，分析计算结果包括但不限于为：板底钢筋的计算信息、板默认筋的计算信息、局部指定的分析计算结果、砼等级、模型ID、板顶钢筋的分析计算结果、配筋开闭和更新关系。

其中，除去配筋开闭和更新关系的数据类型是布尔类型之外，其余的计算信息的数据类型均为字符。

板底钢筋的分析计算结果，记录的是板底钢筋的配筋相关的计算信息，即配置的钢筋的根数和型号等信息。

板默认筋的分析计算结果，记录的是楼板默认的配置相关的计算信息。

局部指定的分析计算结果，记录的是楼板处于局部配筋区域是配筋相关的计算信息。

板顶钢筋的分析计算结果，记录的是板面钢筋的配筋相关的计算信息，即配置的钢筋的根数和型号等信息。

砼等级，记录的是楼板混凝土强度等级。

模型ID，记录的是楼板关联用于计算楼板配筋信息的计算模型的ID。

配筋开闭，记录的是楼板是否进行配筋设计。更新关系，记录的是楼板是否更新配筋设计。

S1.3、基于所述楼板的钢筋配置，获取所述楼板关于钢筋配置的钢筋数据，并根据所述钢筋配置和所述钢筋数据得到钢筋信息。

楼板的钢筋配置指的是实际绘制时的楼板的钢筋的配置设计，钢筋数据指的是配置的钢筋的数据，例如，钢筋直径。

应当理解的是，理论配筋的计算信息与实际绘制时的钢筋信息可能会存在不同。

当楼板为在其他电子设备上已绘制过的待修改楼板时，通过对目标楼板进行数据提取，即可获取目标楼板的钢筋数据。

当楼板为待绘制楼板时，意味着该楼板还未绘制，此时可以通过输入装置将钢筋数据输入至电子设备，即可得到钢筋数据。

S1.4、将所述几何信息、所述分析计算结果和所述钢筋信息作为所述楼板的绘制信息进行存储，以生成所述楼板的楼板数据模型。

其中，可以将几何信息和分析计算结果作为楼板的属性，可以将钢筋信息作为楼板的相关信息。

将实际绘制相关的几何信息、钢筋信息以及理论配筋相关的计算信息作为绘制信息，得到能够描述楼板的结构和形状的数据模型。

具体的，楼板的几何特性包括多种几何特征，例如，线段、面、楼板偏移、是否为斜坡、斜坡坡度、全房间洞、斜板方向线、初始面域和裁剪面域。其中，楼板偏移指的是楼板相对于楼层的偏移，初始面域指的是梁墙中线围合而成的楼板面，裁剪面域指的是初始面域裁剪掉梁墙范围内的面后剩下的面。

几何数据包括每种几何特征的参数或描述式。

例如，线段这个特征的参数为线段的起点坐标和终点坐标，线段的描述式可以为：端点1(x1,y1,z1)，端点2(x2,y2,z2)。又如，“是否为斜坡”这个特征的描述式为：是斜坡。

在此基础上，上述步骤S1.1可以通过以下方式实现：针对每种几何特征，将该几何特征与该几何特征的参数或描述式进行关联，得到几何信息。

例如，线段Lb，参数包括起点坐标和终点坐标，描述式为端点1(x1,y1,z1)，端点2(x2,y2,z2)。进行关联之后，得到“线段Lb：起点坐标和终点坐标”，或者为“线段Lb，端点1(x1,y1,z1)，端点2(x2,y2,z2)”。

进行关联的方式可以灵活选择，例如，可以是融合，也可以是以数据字典方式进行关联。本实施例中，不作唯一限定。

进一步地，几何数据还包括设计参数，例如，楼板填充是否显示、材料强度、楼板厚度和电算边线，设计参数无需与几何特征关联，可以直接作为几何信息中的部分数据。

楼板的钢筋配置一般包括板面钢筋配置和板底钢筋配置，相应的，钢筋数据包括上部感觉的绘制参量和下部钢筋的绘制参量。在此基础上，可以通过以下方式实现步骤S1.2中的根据钢筋配置和钢筋数据，得到钢筋信息：将板面钢筋配置与上部钢筋的绘制参量进行关联，将板底钢筋配置与下部钢筋的绘制参量进行关联，得到钢筋信息。

关联的实质，就是结合。将板面钢筋配置与上部钢筋的绘制参量进行关联，即将板面钢筋配置与上部钢筋的绘制参量以对应关系进行结合。同理，将板底钢筋配置与下部钢筋的绘制参量进行关联，即将板底钢筋配置与下部钢筋的绘制参量以对应关系进行结合。

上部钢筋的绘制参量可以包括左定位点、右定位点、左下长度、左下文字定位、右下长度、右下文字定位、文字竖向定位、钢筋水平定位、钢筋竖向定位、钢筋配筋、钢筋表达、左下长度可见、右下长度可见、图示钢筋可见、左下截断、右下截断和钢筋面积。

其中，左下长度记录的是钢筋向左延伸出支座的长度，左下文字定位记录的是钢筋向左延伸长度文字水平定位，右下长度记录的是钢筋向右延伸出支座的长度，右下文字定位记录的是钢筋向左延伸长度文字水平定位，文字竖向定位记录的是钢筋延伸长度文字竖向定位，钢筋水平定位记录的是的钢筋文字水平定位，钢筋竖向定位记录的是钢筋文字竖向定位，左下长度可见记录的是钢筋向左延伸长度文字是否可见，右下长度可见记录的是钢筋向右延伸长度文字是否可见。

下部钢筋的绘制参量可以包括左定位点、右定位点、钢筋水平定位、钢筋竖向定位、钢筋配筋、钢筋表达、图示钢筋可见、弯钩和钢筋面积。

其中，钢筋表达记录的是钢筋显示在图面上的字符信息。

数据模型(即几何信息、钢筋信息和分析计算结果)可以以数据表的形式进行存储，也可以以数据字典的形式进行存储，在本实施例中，不作唯一限定。

通过步骤S1.1-S1.4之后，得到的楼板模型的各个数据，可以根据数据的描述对象，将数据描述的对象分为三种描述类型，分别为几何描述、配筋计算描述和配筋描述。

其中，几何信息属于几何描述，关于理论配筋的计算信息属于配筋计算描述，钢筋信息数据配筋描述。

S2、确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层；本实施例中，根据建筑工程项目的楼层标高，选定需要进行楼板上部钢筋自动布置的目标楼层的平面作为对象楼层，若目标楼层存在夹层，则将夹层隔离出来作为一个单独的对象楼层，这里的目标楼层的平面是指该楼层的地面。

S3、获取所述对象楼层的所有的楼板支座位置及楼板支座数量；

本实施例中，获取所述对象楼层的所有的楼板支座类型及楼板支座的数量的具体步骤为：

S3.1、选择所述对象楼层中任一楼板对应的其中一条外边，根据该楼板的构件关联关系数据，获取与该边相接的楼板及无相接楼板区域，得到该边的楼板支座，并将与该边相接的楼板数量(下面称为相邻等高楼板)与无相接楼板区域数量相加，计算得到该边的楼板支座数量；这里，若改变有相接的楼板，则该边就有支座，否则，就没有支座。

S3.2、重复S3.1，获取该楼板的每一条边对应的楼板支座数量；

S3.3、重复S3.1和S3.2，得到所述对象楼层的所有楼板对应的楼板支座及楼板支座数量，组成楼板支座集合，并对楼板支座进行编号。

S3.1-S3.3的具体实施步骤为：

1.定义存储介质：

根据楼板每条外边线定义一个支座集合，支座集合中每个定义的楼板支座数据如下：

代表楼板外边线的线段Lk，该线段Lk的起点坐标(xs,ys)、终点坐标(xe,ye)；

布尔型数据，为True时表示该楼板外边线的相邻处有等高楼板，为False时表示该楼板外边线相邻处无等高楼板。

2.获取等高楼板集合：

2.1、选取一块楼板，作为楼板支座分析的楼板，称为分析楼板；

2.2、创建等高楼板收集器，用于收集与分析楼板等高的楼板；

2.3、遍历除分析楼板外的所有楼板，当有楼板与分析楼板等高时，加入到等高楼板收集器中。楼板数据中，有一个参数记录了相对于当前楼层标高的偏移量，比如住宅中，客厅的楼板标高偏移为0，厕所的楼板矮一些，例如测量出来的偏高偏移为-250，则判定客厅和厕所不等高。楼板数据模型中，储存了楼板标高数据。

3.楼板支座分析：

选择分析楼板的其中一条外边线，进行楼板支座分析：

3.1、定义楼板支座的数据：

令该外边线为分析楼板外边线LT，分析楼板外边线LT两端点的坐标为(xi,yi),(xj,yj)；

一个布尔型数据，为True时表示分析楼板的边界相邻处有等高楼板，为False时表示分析楼板的边界相邻处无等高楼板；

3.2、创建相邻等高楼板收集器，用于收集与分析楼板相邻的等高楼板；创建点集收集器，用于收集点数据；

3.3、遍历等高楼板收集器中的所有等高楼板的外边线，求分析楼板外边线LT与等高楼板外边线LS两条线段的交点Pk。

具体的，对一条等高楼板外边线LS，令等高楼板外边线LS的两端点坐标为(x1,y1),(x2,y2)，与分析楼板外边线LT求交点。

首先，判断等高楼板外边线LS和分析楼板外边线LT两条线段是否平行：

假设等高楼板外边线LS与x轴正方向的夹角A1：

当x1＝x2时，A1＝π/2；否则，令k＝arctan((y2-y1)/(x2-x1))，若k>＝0,A1＝k；若k<0,A1＝π+k；

同理求得分析楼板外边线LT与x轴正方向的夹角A2；若A1＝A2，则两条线段平行，判定没有交点。

当等高楼板外边线LS和分析楼板外边线LT两条线段不平行时，先求两条线段所在直线的交点Pk(xk,yk)：

令a1＝y1-y2；b1＝x2-x1；a2＝yi-yj；b2＝xj-xi；d＝a1*b2-a2*b1；c1＝x1*y2-x2*y1；c2＝xi*yj-xj*yi；xk＝(b1*c2-b2*c1)/d；yk＝(a2*c1-a1*c2)/d；依次判断Pk是否在等高楼板外边线LS和分析楼板外边线LT上。

(1)判断Pk是否在高楼板外边线LS上：

设等高楼板外边线LS的线长为D：((x1-x2)^2+(y1-y2)^2)^(1/2)；

交点Pk到等高楼板外边线LS的两端点长度和表示为D1：则D1＝((x1-xk)^2+(y1-yk)^2)^(1/2)+((x2-xk)^2+(y2-yk)^2)^(1/2)；

当D＝D1时，交点Pk在等高楼板外边线LS的线段上，反之Pk则不在等高楼板外边线LS的线段上；

(2)同理判断Pk是否在线段分析楼板外边线LT上。

当交点Pk既在线段等高楼板外边线LS上，又在线段分析楼板外边线LT上时，即得到线段等高楼板外边线LS与分析楼板外边线LT的交点Pk；当分析楼板外边线LT与等高楼板外边线LS存在交点Pk时，若相邻等高楼板收集器中不包含此等高楼板外边线LS对应的等高楼板，将此等高楼板外边线LS对应的等高楼板放入相邻等高楼板收集器，同时，将Pk放入点集收集器中。得到所有分析楼板外边线LT与其他楼板外边线(除分析楼板外边线LT的楼板外边线，也就是该分析楼板外边线LT对应的等高楼板外边线LS)相交的点集后，将进行楼板支座分析的分析楼板外边线LT的两端点加入点集收集器中。

(3)去除点集中的重合点。

对于点集收集器中的每一点，令此点为第一点，除当前点(第一点)的所有点为第二点，遍历点集收集器中的第二点，若第一点和第二点的x坐标与y坐标相同，则为重合点，从点集收集器中删除第二点；

将去重后的点集收集器按与分析楼板支座起点(一般对线段两端点的定义就是一个起点一个终点，只是为了区别两点)的距离从小到大排列，依次连接点集收集器中排列好的相邻两点，得到楼板支座集合(两个点连成一个楼板支座线，但这里有很多点，就会连成很多个楼板支座线，就是楼板支座集合，即若有四个点a、b、c、d，a-b,b-c,c-d)，楼板支座线即为点集收集器中相邻两点形成的线段。分析楼板支座起点可以这样定义，若分析楼板支座为水平的，则分析楼板支座起点就是左端，若分析楼板支座为竖向的，则分析楼板支座起点就是下端，若分析楼板支座为斜的，则就是左下端或左上端。

S4、根据所述楼板支座位置及楼板支座数量进行楼板上部钢筋布置。

本实施例中，具体实施方法为：

S4.1、定义楼板上部钢筋布置所需参数，所述参数包括两支座最小间距、两支座上部钢筋最小净距、预设钢筋组合。

两支座最小间距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个楼板支座的最小间距；

所述两支座上部钢筋最小净距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个支座上部钢筋的最小净距；

所述预设钢筋组合定位为：通过可选钢筋直径和可选钢筋间距组成的钢筋组合，得到相应的配筋面积。

钢筋直径包括6mm，8mm，10mm，12mm，14mm，16mm，18mm，20mm，22mm，25mm，28mm，32mm，40mm；钢筋间距包括80mm，90mm，100mm，110mm，120mm，125mm，130mm，140mm，150mm，160mm，170mm，175mm，180mm，190mm，200mm。

S4.2、选定S3得到的某一楼板支座作为第一楼板支座，并计算所述第一楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度；

S4.3、计算与所述第一楼板支座在同一楼板的第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度；第二楼板支座即为除第一楼板支座以外的与第一楼板支座同属于同一个楼板的其他楼板支座。

本实施例中，第二楼板支座的确定方式为：第二楼板支座与所述第一楼板支座同属于同一个楼板，沿所述第一楼板支座作一条垂直平分线，向所述第一楼板支座所属楼板的内侧延伸直到与所述第二楼板支座相交，并得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距。

第一楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度的具体计算方式为：

根据第一楼板支座的两侧楼板数据模型的几何信息，分别得到第一楼板支座两侧的楼板跨度，再根据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010中，9.1.6款规定，分别采用第一楼板支座两侧的楼板跨度，楼板的跨度数据，储存在楼板数据模型中，计算得到两个楼板上部钢筋伸长长度值，上部钢筋伸长长度值为楼板跨度的1/4，取两者中较大值作为该支座楼板上部钢筋伸长长度；若第一楼板支座仅一侧有楼板数据模型的几何信息，则第一楼板支座的楼板上部钢筋伸长长度等于采用仅有的楼板数据模型的楼板跨度计算得到的楼板上部钢筋伸长长度值，第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度同上。

S4.4、分别通过两支座最小间距和两支座上部钢筋最小净距，结合第二楼板支座的位置和第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通，若拉通，则跳转到S4.5，否则，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋为不拉通，跳转到S4.6。

本实施例中，S4.4、判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通的具体方法为：

S4.4.1、当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距小于等于设置的两支座最小间距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通；将第一楼板支座和第二楼板支座的编号记录于一个临时拉通支座集；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距大于设置的两支座最小间距时，转入S4.4.2；

S4.4.2、用第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距，分别减去第一楼板支座的上部钢筋的伸长长度和第二楼板支座的上部钢筋的伸长长度，得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距，当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距小于等于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距大于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定第一楼板支座楼板上部钢筋不拉通。

S4.5、将第一楼板支座的支座编号、第二楼板支座的支座编号记录成一个临时拉通支座集，跳转至S4.7；

S4.6、楼板数据模型储存有计算分析结果，其中包含楼板支座的配筋计算值，供软件开发时直接调用，通过所述第一楼板支座所属的所述楼板数据模型的分析计算结果数据，得到所述第一楼板支座的配筋计算值。将所述第一楼板支座的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定所述第一楼板支座最适合的配筋结果，根据配筋结果在预设钢筋组合中选择出合适的钢筋，将选择的钢筋绘制在所述第一楼板支座的1/2处已完成楼板上部钢筋的图形的绘制。

结构施工图设计时，会利用配筋计算值进行配筋，所配钢筋面积必须大于或等于配筋值。通常为节约造价、不造成浪费，配筋面积会略微超过配筋计算值，即为此处所述的最小差值原则。

楼板数据模型储存有计算分析结果，其中包含楼板支座的配筋计算值，供软件开发时直接调用。在结构设计时，通过配筋计算值进行配筋，所配钢筋必须大于或等于配筋值，通常为节约造价，不造成浪费，会略微超过配筋计算值配筋，即此处所述的，通过最小差值原则。

S4.7、重复S4.2-S4.4，对所述对象楼层的其他楼板支座进行楼板上部钢筋布置，进行第一次楼板上部钢筋布置循环，直到所述对象楼层中所有不拉通的楼板支座完成楼板上部钢筋布置。

对拉通支座集合并：

本实施例中，还包括S4.8、逐一遍历S4.5得到的所有临时拉通支座集，对具有相同的支座编号的临时拉通支座集进行合并，得到多组需要拉通的拉通支座集，每组拉通支座集都有2个或2个以上的楼板支座；

S4.9、选择合并后的拉通的任意一个拉通支座集，从该拉通支座集中的每个楼板支座所属楼板数据模型的分析计算结果数据中获取对应的支座配筋计算值，取各支座的配筋计算值中最大的配筋计算值作为该拉通支座集的配筋计算值，将该拉通支座集的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定支座集最适合的配筋结果，根据配筋结果，在拉通支座集中长度最短的楼板支座的1/2处绘制楼板上部钢筋图形。

本实施例中，还包括S4.10、对所述拉通支座集中的支座进行补钢筋，当多个楼板支座需要进行拉通时，拉通楼板支座的上部钢筋布置仅满足最短楼板支座需要，长度超出最短楼板支座的其他楼板支座，则需要补钢筋具体方法为：

S4.11、选择所述拉通支座集中的任一非最短楼板支座，扣除最短楼板支座的长度投影到该非最短楼板支座的部分，以剩余支座范围作为临时的新支座，利用S4.2-S4.4的计算和判定结果，分别通过S4.5-S4.9的楼板上部钢筋布置方式，完成对拉通支座集中非最短支座的楼板上部钢筋布置；

S4.12、重复S4.11，进行第二次楼板上部钢筋布置循环，直至所有的拉通支座集中的楼板支座完成楼板上部钢筋布置和补钢筋。

本发明基于楼板数据模型实现板上部钢筋自动布置，是面向对象的方式，与传统程序化实现方式有极大不同，同时，本发明技术方案的实现逻辑与楼板数据模型的深度关联，实现过程与楼板数据模型中的不同数据具有对应关系，各步骤不能够被规避或替换，并且，本发明中楼板钢筋是否拉通的判定方式和算法具有特异性，极大提升了楼板上部钢筋自动布置的准确性和程序运算速度，本发明中拉通支座和不拉通支座的楼板上部钢筋布置方式也具有特异性，本发明中拉通支座补钢筋的算法同样具有特异性，是完整实现楼板上部钢筋自动布置的关键。

下面是通过本发明所述的方法进行实际操作的示意图。

如图2所示，以单块板为对象进行设计，分析板跨与支座，当楼板较为规则时，可以较为容易地设计出当前楼板钢筋布置。

如图3所示，若当前楼板与多块楼板交错，则需要断开成多个楼板支座。

如图4所示，当楼板跨度较小时，楼板两侧的支座钢筋会进行拉通设计。

如图5所示，当楼板跨度较小且与其他楼板交错时，楼板边界会形成多个楼板支座并分别进行拉通设计。

如图6所示，当楼板跨度较小并与其他楼板交错，且楼板非矩形板，楼板边界会形成多个楼板支座分别判断是否应该进行拉通设计。

如图7所示，综合多块楼板与洞口组成的复杂情况，通过本发明依然可以进行钢筋协调。

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 (6)

1.一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，包括：

S1、定义楼板数据模型，形成具备楼板概念、楼板几何信息、构件关联关系、分析计算结果的楼层；

S1.1、基于楼板的几何特性，获取所述楼板的几何数据，并根据所述几何特性和所述几何数据得到几何信息；

S1.2、获取所述楼板关于理论配筋的分析计算结果；

S1.3、基于所述楼板的钢筋配置，获取所述楼板关于钢筋配置的钢筋数据，并根据所述钢筋配置和所述钢筋数据得到钢筋信息；

S1.4、将所述几何信息、所述分析计算结果和所述钢筋信息作为所述楼板的绘制信息进行存储，以生成所述楼板的楼板数据模型；

S2、确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层；

S3、获取所述对象楼层的所有的楼板支座位置及楼板支座数量；

S3.1、选择所述对象楼层中任一楼板对应的其中一条边，根据该楼板的构件关联关系数据，获取与该边相接的楼板及无相接楼板区域，得到该边的楼板支座，并将与该边相接的楼板数量与无相接楼板区域数量相加，计算得到该边的楼板支座数量；

S3.2、重复S3.1，获取该楼板的每一条边对应的楼板支座数量；

S3.3、重复S3.1和S3.2，得到所述对象楼层的所有楼板对应的楼板支座及楼板支座数量，并对楼板支座进行编号；

S4、根据所述楼板支座位置及楼板支座数量进行楼板上部钢筋布置；

S4.1、定义楼板上部钢筋布置所需参数，所述参数包括两支座最小间距、两支座上部钢筋最小净距、预设钢筋组合；

S4.2、选定S3得到的第一楼板支座并计算所述第一楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度；

S4.3、计算与所述第一楼板支座在同一楼板的第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度；第二楼板支座的确定方式为：第二楼板支座与所述第一楼板支座同属于同一个楼板，沿所述第一楼板支座作一条垂直平分线，向所述第一楼板支座所属楼板的内侧延伸直到与所述第二楼板支座相交，并得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距；

S4.4、分别通过两支座最小间距和两支座上部钢筋最小净距，结合第二楼板支座的位置和第二楼板支座的楼板上部钢筋的伸长长度，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通，若拉通，则跳转到S4.5，否则，判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋为不拉通，跳转到S4.6；

S4.5、将第一楼板支座的支座编号、第二楼板支座的支座编号记录成一个临时拉通支座集，跳转至S4.7；

S4.6、通过所述第一楼板支座所属的所述楼板数据模型的分析计算结果数据，得到所述第一楼板支座的配筋计算值，并将所述第一楼板支座的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定所述第一楼板支座最适合的配筋结果，根据配筋结果在预设钢筋组合中选择出合适的钢筋，将选择的钢筋绘制在所述第一楼板支座的1/2处以完成楼板上部钢筋的图形的绘制；

S4.7、重复S4.2-S4.4，直到所述对象楼层中所有不拉通的楼板支座完成楼板上部钢筋布置。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，S2中，确定需要进行楼板上部钢筋布置的对象楼层的具体步骤为：根据建筑工程项目的楼层标高，选定需要进行楼板上部钢筋自动布置的目标楼层的平面作为对象楼层，若目标楼层存在夹层，则将夹层隔离出来作为一个单独的对象楼层。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，所述两支座最小间距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个楼板支座的最小间距；

所述两支座上部钢筋最小净距定义为：同一楼板数据模型中，允许不拉通的两个支座上部钢筋的最小净距；

所述预设钢筋组合定义为：通过可选钢筋直径和可选钢筋间距组成的钢筋组合，得到相应的配筋面积。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，S4.4、判定第一楼板支座对应的楼板上部钢筋是否拉通的具体方法为：

S4.4.1、当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距小于等于设置的两支座最小间距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距大于设置的两支座最小间距时，转入S4.4.2；

S4.4.2、用第一楼板支座和第二楼板支座之间的间距，分别减去第一楼板支座的上部钢筋的伸长长度和第二楼板支座的上部钢筋的伸长长度，得到第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距，当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距小于等于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定所述第一楼板支座的楼板上部钢筋拉通，并将第一楼板支座和第二楼板支座的编号记录于一个临时拉通支座集；当第一楼板支座和第二楼板支座之间的两支座上部钢筋净距大于设置的两支座上部钢筋最小净距时，判定第一楼板支座楼板上部钢筋不拉通。

5.根据权利要求1所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，还包括S4.8、遍历所有临时拉通支座集，对具有相同的支座编号的临时拉通支座集进行合并，得到多组需要拉通的拉通支座集；

S4.9、选择合并后的拉通的任意一个拉通支座集，从该拉通支座集中的每个楼板支座所属楼板数据模型的分析计算结果数据中获取对应的支座配筋计算值，取各楼板支座的配筋计算值中最大的配筋计算值作为该拉通支座集的配筋计算值，将该拉通支座集的配筋计算值与预设钢筋组合中的配筋面积进行匹配，通过最小差值原则确定支座集最适合的配筋结果，根据配筋结果，在拉通支座集中最短楼板支座的1/2处绘制楼板上部钢筋图形。

6.根据权利要求5所述的一种基于数据模型的楼板上部钢筋布置方法，其特征在于，还包括S4.10、对所述拉通支座集中的支座进行补钢筋，具体方法为：

S4.11、选择所述拉通支座集中的任一非最短楼板支座，扣除最短楼板支座的长度投影到该非最短楼板支座的部分，以剩余支座范围作为临时的新支座，利用S4.2-S4.4的计算和判定结果，分别通过S4.5-S4.9的楼板上部钢筋布置方式，完成对拉通支座集中非最短支座的楼板上部钢筋布置；

S4.12、重复S4.11，直至所有的拉通支座集中的楼板支座完成楼板上部钢筋布置和补钢筋。