CN117951795A - 一种基于一体化模板安装的装配式irf体系自动化生成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，包括如下部分：构件生成，在数据输入前端输入参数，并利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数，所述IRF构件包括剪力墙、直墙式IRF构件、L/T型IRF构件和IRF梁构件；应用的软件工具，软件工具包括构件检索工具、构件质心查询导出工具和出图工具；生成系统模块。本发明通过软件编程技术，实现IRF构件的参数建模，统一编码，精确算量、快速标注、批量出图等自动化设计流程，减少了人工投入，避免了人工失误导致的质量缺陷，大大提升了IRF的设计效率。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土剪力墙结构装配技术领域，尤其涉及一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统。
背景技术
混凝土剪力墙结构装配式组合壳体系（装配式IRF体系）是装配式建筑体系的一种新技术，该技术综合采用了永久模板技术和钢筋成型安装技术，将模板和钢筋制作成一体化构件，在施工现场进行整体吊装。其优点是抗震性能与现浇结构一致，现场无任何墙体的钢筋绑扎和模板安装，较目前的预制装配式混凝土剪力墙结构有明显的工期和成本优势。
装配式IRF体系中的构件由模板、钢筋及对拉连接件组成，其中钢筋在三维空间中的排布较为复杂，且定位精度要求较高。基于CAD的传统二维设计，很难满足装配式IRF体系的深化设计要求。
基于BIM技术的三维设计模式，为装配式IRF体系的深化设计带来了新的途径，直观、可视的三维画面可以清晰的展示IRF构件的细部节点。然而，BIM模型的创建、标注、算量、出图仍存在不少的重复且机械的工作量。
发达国家已经摸索出了适用于其自身的发展路径及技术体系，例如：法国的装配式结构体系以框架结构为主，多采用焊接、螺栓连接等干法作业；德国主要采用叠合板剪力墙结构体系，目前已发展成系列化、标准化的高质量、节能的装配式住宅生产体系；新西兰的装配式混凝土框架结构较为成熟，目前所建造的最高框架结构有40余层；而在美国，预制预应力混凝土结构颇受青睐。现阶段我国应用较多的装配整体式剪力墙结构体系构件重量较大，节点连接质量饱受诟病，且施工周期更长，建安成本高，因此，对构件使用材料进行改进。但不同材料其性能不同，其制造的构件的安全阈值范围也相应不同，对此，设计时，要根据选用材料来设计建模安全阈值范围。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，解决了模型的创建、标注、算量、出图存在不少的重复且机械的工作量的问题。
根据本发明提出的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，包括如下部分：
一、构件生成
在数据输入前端输入参数，并利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数，所述IRF构件包括剪力墙、直墙式IRF构件、L/T型IRF构件和IRF梁构件；
二、应用的软件工具
软件工具包括构件检索工具、构件质心查询导出工具和出图工具；
三、生成系统模块
操作步骤包括：
S1：整理IRF构件各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数并在数据输入前端输入数据，利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数；
S2：根据IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数输入到出图工具生成三维剪力墙模型；
S3：根据软件设置的装配式IRF体系规则，对步骤S2生成的剪力墙模型进行拆分；
S4：对步骤S3中拆分好的剪力墙模型进行IRF构件的创建；
S5：对步骤S4中创建的IRF构件进行编码，并对创建的IRF构件进行尺寸标注、计算工程量、汇总材料表以及出图。
在本发明的一些实施例中，所述IRF构件各细部端点参数包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S1中项目所涉及到的参数包括由用户直接输入的原始数据以及原始数据通过算法推理而出。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S2中出图工具生成三维剪力墙模型步骤如下：利用IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数，根据算法自动识别并生成CAD文件中剪力墙的图层和路径；
所述算法中设置过滤器，获得CAD图纸中当前图层下所有元素，接着获得每个组成元素的线段与多段线的集合，通过已设置好的剪力墙高度以及线段与多段线集合确定剪力墙的底面各边路径和拉伸模板，生成三维剪力墙模型。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S3中对剪力墙模型的拆分是由装配式IRF体系规则编写的算法自动完成，所述IRF体系规则设定包括将生成的剪力墙模型自动拆分成直墙与L型墙的组合和直墙与T型墙的组合，便于后续生成直墙、L/T型墙构件。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S4中对IRF构件的创建。所述步骤四中，IRF构件的创建是由算法根据输入参数获得组成构件的各关键端点取值以及构件内部细部特征值，随之确定构件内各细部端点的空间坐标，完成模板与钢筋的拉伸放样路径构造，并自动完成；
所述内部细部特征值包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S5中对IRF构件的编码是有由算法自动完成，所述编码采用的算法根据IRF构件的类型、所在楼层、区域和户型。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S5中对IRF构件的尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图由算法自动完成，过程包括遍历每一个构件实例，获取组成各构件实例的几何元素数值信息，通过这些数值信息完成尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图。
在本发明的另一些实施例中，所述步骤S1中的IRF构件的各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数均设置阈值范围，所述阈值范围是根据IRF构件的材质决定，根据不同材质制造的IRF构件安全性来决定阈值范围。
本发明中，结合工程实际需求，通过软件编程技术，实现IRF构件的参数建模，统一编码，精确算量、快速标注、批量出图等自动化设计流程，减少了人工投入，避免了人工失误导致的质量缺陷，大大提升了IRF的设计效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
本发明提出的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，包括如下部分：
一、构件生成
在数据输入前端输入参数，并利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数，所述IRF构件包括剪力墙、直墙式IRF构件、L/T型IRF构件和IRF梁构件；
二、应用的软件工具
软件工具包括构件检索工具、构件质心查询导出工具和出图工具；还包括构件编码、算量等；
三、生成系统模块
操作步骤包括：
S1：整理IRF构件各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数并在数据输入前端输入数据，利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数；项目所涉及到的参数：如层高、混凝土强度等级、钢筋规格、布设方式等；
S2：根据IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数输入到出图工具生成三维剪力墙模型；根据图层和路径生成三维剪力墙模型；
S3：根据软件设置的装配式IRF体系规则，对步骤S2生成的剪力墙模型进行拆分；
S4：对步骤S3中拆分好的剪力墙模型进行IRF构件的创建；
S5：对步骤S4中创建的IRF构件进行编码，并对创建的IRF构件进行尺寸标注、计算工程量、汇总材料表以及出图。
所述IRF构件各细部端点参数包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
所述步骤S1中项目所涉及到的参数包括由用户直接输入的原始数据以及原始数据通过算法（固定公式）推理而出。
所述步骤S2中出图工具生成三维剪力墙模型步骤如下：利用IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数，根据算法自动识别并生成CAD文件中剪力墙的图层和路径；
所述算法中设置过滤器，获得CAD图纸中当前图层下所有元素，接着获得每个组成元素的线段与多段线的集合，通过已设置好的剪力墙高度以及线段与多段线集合确定剪力墙的底面各边路径和拉伸模板，生成三维剪力墙模型。CAD图纸中当前图层下所有元素名称为“Wall”。
所述步骤S3中对剪力墙模型的拆分是由装配式IRF体系规则编写的算法自动完成，所述IRF体系规则设定包括将生成的剪力墙模型自动拆分成直墙与L型墙的组合和直墙与T型墙的组合，便于后续生成直墙、L/T型墙构件。
所述步骤S4中对IRF构件的创建。所述步骤四中，IRF构件的创建是由算法根据输入参数获得组成构件的各关键端点取值以及构件内部细部特征值，随之确定构件内各细部端点的空间坐标，完成模板与钢筋的拉伸放样路径构造，并自动完成；
所述内部细部特征值包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
所述步骤S5中对IRF构件的编码是有由算法自动完成，所述编码采用的算法根据IRF构件的类型、所在楼层、区域和户型。
所述步骤S5中对IRF构件的尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图由算法自动完成，过程包括遍历每一个构件实例，获取组成各构件实例的几何元素数值信息，通过这些数值信息完成尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图。
所述步骤S1中的IRF构件的各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数均设置阈值范围，所述阈值范围是根据IRF构件的材质决定，根据不同材质制造的IRF构件安全性来决定阈值范围。对于混凝土剪力墙结构装配，钢架结构、钢筋混泥土以及普通墙体等，其由于称重不同，其建造材料不同，对于特殊的钢架，其制造的梁体长度也不同，要根据实验过程对钢梁以及混泥土性能来设计建造的阈值范围，才能保证混凝土剪力墙结构装配的安全。
工作原理：在使用基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统时，导入项目图纸和输入参数后。系统根据算法，自动读取图纸信息和IRF构件参数，自动生成IRF构件，并自动完成编码、尺寸标注，生成材料表，最终生成IRF构件加工详图。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：包括如下部分：
一、构件生成
在数据输入前端输入参数，并利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数，所述IRF构件包括剪力墙、直墙式IRF构件、L/T型IRF构件和IRF梁构件；
二、应用的软件工具
软件工具包括构件检索工具、构件质心查询导出工具和出图工具；
三、生成系统模块
操作步骤包括：
S1：整理IRF构件各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数并在数据输入前端输入数据，利用软件的底层逻辑算法计算出生成的IRF构件各细部端点的空间坐标以及参数；
S2：根据IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数输入到出图工具生成三维剪力墙模型；
S3：根据软件设置的装配式IRF体系规则，对步骤S2生成的剪力墙模型进行拆分；
S4：对步骤S3中拆分好的剪力墙模型进行IRF构件的创建；
S5：对步骤S4中创建的IRF构件进行编码，并对创建的IRF构件进行尺寸标注、计算工程量、汇总材料表以及出图。
2.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述IRF构件各细部端点参数包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
3.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S1中项目所涉及到的参数包括由用户直接输入的原始数据以及原始数据通过算法推理而出。
4.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S2中出图工具生成三维剪力墙模型步骤如下：利用IRF构件各细部端点的空间坐标以及项目所涉及到的参数，根据算法自动识别并生成CAD文件中剪力墙的图层和路径；
所述算法中设置过滤器，获得CAD图纸中当前图层下所有元素，接着获得每个组成元素的线段与多段线的集合，通过已设置好的剪力墙高度以及线段与多段线集合确定剪力墙的底面各边路径和拉伸模板，生成三维剪力墙模型。
5.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S3中对剪力墙模型的拆分是由装配式IRF体系规则编写的算法自动完成，所述IRF体系规则设定包括将生成的剪力墙模型自动拆分成直墙与L型墙的组合和直墙与T型墙的组合，便于后续生成直墙、L/T型墙构件。
6.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S4中对IRF构件的创建。所述步骤四中，IRF构件的创建是由算法根据输入参数获得组成构件的各关键端点取值以及构件内部细部特征值，随之确定构件内各细部端点的空间坐标，完成模板与钢筋的拉伸放样路径构造，并自动完成；
所述内部细部特征值包括钢筋直径、起步位置、钢筋排布间距和钢筋锚固长度。
7.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S5中对IRF构件的编码是有由算法自动完成，所述编码采用的算法根据IRF构件的类型、所在楼层、区域和户型。
8.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S5中对IRF构件的尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图由算法自动完成，过程包括遍历每一个构件实例，获取组成各构件实例的几何元素数值信息，通过这些数值信息完成尺寸标注、计算工程量、汇总材料表和出图。
9.根据权利要求1所述的一种基于一体化模板安装的装配式IRF体系自动化生成系统，其特征在于：所述步骤S1中的IRF构件的各关键端点取值、IRF构件内部数值以及项目所涉及到的参数均设置阈值范围，所述阈值范围是根据IRF构件的材质决定，根据不同材质制造的IRF构件安全性来决定阈值范围。
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