CN116992742B - 高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统 - Google Patents

高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统，该方法包括：创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为钢筋网片所在的位置曲面；分别绘制纵向主筋和水平箍筋中心线的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，生成曲面网格，生成平面网格实体结构；设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，完成曲面钢筋网片平面展开绘制。

Description

高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统
技术领域
本发明属于曲面钢筋网片平面展开绘制技术领域，更具体地，涉及一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法及系统。
背景技术
高耸异型独柱塔具有截面尺寸大、钢筋布置复杂的特点，若采用传统的“塔吊+人工”单根安装将极大的影响索塔钢筋安装效率。在行业精细化施工趋势下，开始逐步应用钢筋部品方案，将部分钢筋绑扎作业转移至地面，减少现场绑扎及焊接工作量，提升钢筋工程的工效和质量，实现钢筋工业化建造。
高耸独柱异型索塔构造特殊，钢筋部品网片为空间特殊曲面结构，如何把空间曲面钢筋网片进行平面展开是钢筋部品化生产的关键技术问题之一，传统常规手段进难以适用。
发明内容
为解决以上技术特征，本发明提出一种高耸异形独柱索塔的曲面钢筋网片平面展开绘制方法，包括：
创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
分别绘制纵向主筋和水平箍筋中心线的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，生成曲面网格，对曲面网格进行展开，生成平面网格实体结构；
设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制。
进一步的，所述网格投影模型为：
，
，
，
其中，为点P在平面上投影点的x轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的x轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的z轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，/>为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置。
进一步的，所述平面上的点位置为：
,
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
进一步的，还包括：根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割。
进一步的，对曲面网格进行展开，生成平面网格，生成平面网格实体结构还包括：将平面网格进行加厚。
本发明还提出一种高耸异形独柱索塔的曲面钢筋网片平面展开绘制系统，包括：
创建三维模型模块，用于创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
生成位置曲面模块，用于根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
生成实体结构模块，用于分别绘制纵向主筋和水平箍筋中心线的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，生成曲面网格，对曲面网格进行展开，生成平面网格实体结构；
绘制模块，用于设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制。
进一步的，所述网格投影模型为：
，
，
，
其中，为点P在平面上投影点的x轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的x轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的z轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，/>为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置。
进一步的，所述平面上的点位置为：
,
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
进一步的，还包括：根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割。
进一步的，对曲面网格进行展开，生成平面网格，生成平面网格实体结构还包括：将平面网格进行加厚。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明公开的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，以精确的三维索塔模型为基准，把特殊的曲面钢筋网片进行精确化平面展开，提取每张钢筋网片生产技术要素，为索塔钢筋部品化生产提供技术保障。
附图说明
图1是本发明实施例1的方法的流程图；
图2是本发明实施例2的系统的结构图；
图3是本发明高耸异形独柱索塔的节段划分三维模型图；
图4是本发明纵向主筋所在位置曲面即网片位置曲面图；
图5是本发明位置曲面竖向分割图；
图6是本发明位置曲面水平分割，形成曲面网格结构图；
图7是本发明曲面网格平面展开图；
图8是本发明平面网格加厚形成平面网格实体结构图；
图9是本发明二维平面表达视图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
本发明提供的方法可以在如下的终端环境中实施，所述终端可以包括一个或多个如下部件：处理器、存储介质和显示屏。其中，存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现下述实施例所述的方法。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储介质内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储介质内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。
存储介质可以包括随机存储介质(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储介质(Read-Only Memory，ROM)。存储介质可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令。
显示屏用于显示各个应用程序的用户界面。
本发明公式中所有下角标只为了区分个参数，并没有实际含义。
除此之外，本领域技术人员可以理解，上述终端的结构并不构成对终端的限定，终端可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。比如，终端中还包括射频电路、输入单元、传感器、音频电路、电源等部件，在此不再赘述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，包括：
步骤101，如图3所示，根据高耸异形独柱索塔混凝土构造及钢筋构造施工图，利用三维模型设计软件（三维模型设计软件采用BIM设计软件）创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
步骤102，如图4所示，根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
步骤103，如图5和6所示，分别绘制纵向主筋和水平箍筋的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割生成曲面网格，对曲面网格进行展开（在BIM三维设计软件中执行），如图7所示，生成平面网格，对平面网格进行加厚，生成平面网格实体结构，如图8所示；
步骤104，设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，如图9所示，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制。
具体的，所述网格投影模型为：
，
，
，
其中，为点P在平面上投影点的x轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的x轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的z轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，/>为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置。
具体的，本实施例在平面上有一个参考点，且平面的法向量为 (A,B,C)，通过参数/>和/>表示平面上的点位置/>如下：
,
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
当平面方程时，平面可以直接用参数/>和/>表示，/>的具体公式为：
,
其中，是平面上的一个参考点。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提供一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制系统，包括：
创建三维模型模块，如图3所示，用于根据高耸异形独柱索塔混凝土构造及钢筋构造施工图，利用三维模型设计软件（三维模型设计软件采用BIM设计软件）创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
生成位置曲面模块，如图4所示，用于根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
生成实体结构模块，如图5和6所示，用于分别绘制纵向主筋和水平箍筋的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割生成曲面网格，对曲面网格进行平面展开（在BIM三维设计软件中执行），如图7所示，生成平面网格，对平面网格进行加厚，生成平面网格实体结构，如图8所示；
绘制模块，用于设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，如图9所示，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制。
具体的，所述网格投影模型为：
,
,
,
其中，为点P在平面上投影点的x轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的x轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的z轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，/>为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置。
具体的，本实施例在平面上有一个参考点，且平面的法向量为 (A,B,C)，通过参数/>和/>表示平面上的点位置/>如下：
,
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
当平面方程时，平面可以直接用参数/>和表示，/>的具体公式为：
,
其中，是平面上的一个参考点。
实施例3
本发明实施例还提出一种存储介质，存储有多条指令，所述指令用于实现所述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行实施例1方法的程序代码。
实施例4
本发明实施例还提出一种电子设备，包括处理器和与所述处理器连接的存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令可被所述处理器加载并执行，以使所述处理器能够执行一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法。
具体的，本实施例的电子设备可以是计算机终端，所述计算机终端可以包括：一个或多个处理器、以及存储介质。
其中，存储介质可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储介质内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法。存储介质可包括高速随机存储介质，还可以包括非易失性存储介质，如一个或者多个磁性存储系统、闪存、或者其他非易失性固态存储介质。在一些实例中，存储介质可进一步包括相对于处理器远程设置的存储介质，这些远程存储介质可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器可以通过传输系统调用存储介质存储的信息及应用程序，以执行实施例1方法步骤；
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储介质(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储介质(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，其特征在于，包括：
创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
分别绘制纵向主筋和水平箍筋中心线的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，生成曲面网格，对曲面网格进行展开，生成平面网格实体结构；
设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制，其中，所述网格投影模型为：
，
，
，
其中，为点P在平面上投影点的/>轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的/>轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的z轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置；
所述平面上的点位置为：
，
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
2.如权利要求1所述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，其特征在于，还包括：根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割。
3.如权利要求1所述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制方法，其特征在于，对曲面网格进行展开，生成平面网格，生成平面网格实体结构还包括：将平面网格进行加厚。
4.一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制系统，其特征在于，包括：
创建三维模型模块，用于创建高耸异形独柱索塔的三维实体模型，并进行高耸异形独柱索塔的施工节段划分，得到高耸异形独柱索塔的节段实体模型；
生成位置曲面模块，用于根据钢筋保护层厚度和钢筋断面尺寸，将节段实体模型的外壁曲面向高耸异形独柱索塔的塔内偏移，确定纵向主筋所在的位置曲面，作为网片所在的位置曲面；
生成实体结构模块，用于分别绘制纵向主筋和水平箍筋中心线的平面投影线，根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行分割，生成曲面网格，对曲面网格进行展开，生成平面网格实体结构；
绘制模块，用于设置网格投影模型，并对平面网格实体结构进行投影，生成二维平面表达视图，并在二维平面表达视图上进行尺寸标注和钢筋用料统计，从而完成曲面钢筋网片平面展开绘制，其中，所述网格投影模型为：
，
，
，
其中，为点P在平面上投影点的x轴坐标，/>为点P在三维空间中的x轴坐标，d为点P到平面的垂直距离，/>为点P在平面上投影点的x轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的y 轴方向向量，/>为点P在平面上投影点的z轴方向向量，h为平面在法向量方向上的偏移距离，/>为平面在x轴方向的法向量，/>为平面上x轴方向的点位置，为点P在平面上投影点的y轴坐标，/>为点P在三维空间中的y轴坐标，/>为平面在y轴方向的法向量，/>为平面上y轴方向的点位置，/>为点P在平面上投影点的z轴坐标，/>为点P在三维空间中的轴坐标，/>为平面在z轴方向的法向量，/>为平面上z轴方向的点位置，/>为平面上的点位置；
所述平面上的点位置为：
，
其中，为平面上的参考点，u为平面上的点位置的横坐标，/>和/>为平面上的两个不共线的向量，v为平面上的点位置的纵坐标。
5.如权利要求4所述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制系统，其特征在于，还包括：根据平面投影线对网片所在的位置曲面进行水平及横向分割。
6.如权利要求4所述的一种高耸异形独柱索塔曲面钢筋网片平面展开绘制系统，其特征在于，对曲面网格进行展开，生成平面网格，生成平面网格实体结构还包括：将平面网格进行加厚。
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利用AutoCAD软件绘制截锥体井架基础;魏青林;;中国矿山工程(第05期);全文 *

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