[發明專利]一種混凝土結構三維模型的快速配筋方法

有效

• 申請號: 201210213428.5
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102799712A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 陳鋼
• 申請（專利權）人: 武漢天喻軟件有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T19/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于計算機輔助設計領域，更具體地，涉及一種混凝土結構三維模型的快速配筋方法。

背景技術

隨著建筑行業向三維設計發展，與結構相關的鋼筋如何進行三維設計受到越來越多的關注。現有的配筋設計主要是采用二維設計模式，即在二維工程圖中添加鋼筋形狀和參數的示意性表達，形成鋼筋圖以指導施工，該方法難以準確完成鋼筋的設計和統計工作，與建筑業信息化建設工作的要求相矛盾。對此問題可采用三維設計模式即三維配筋來解決，三維配筋是指依據三維CAD系統構造的基于Brep表達的三維模型來計算鋼筋形狀和配筋區間，以此產生與實際情況一致的三維鋼筋。采用三維配筋，不僅可以從幾何層面對模型的配筋率進行檢測，反映配筋設計是否正確、合理，還可準確的生成鋼筋表，自動計算鋼筋量，便于企業進行成本核算，二維鋼筋圖也可從三維配筋結果直接導出，從而減少設計人員的重復勞動，因此該方式具有巨大的應用前景，越來越受到設計單位的關注和重視，研發工作也日益活躍。

目前，對三維配筋方法的研究主要集中在基于結構面的配筋和基于構件的配筋上。基于構件的配筋是對建筑結構中的構件（如梁、柱、樓梯）或行業一些典型結構（如水工廊道）進行配筋，但該方法無法處理非構件結構，應用范圍有限，而基于結構面的方法可逐個完成模型各個結構表面的配筋，但效率低，難以滿足復雜工程設計中的時間進度要求。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種混凝土結構三維模型的快速配筋方法，其兼有普遍性和高效的特點，能夠在按用戶需求快速產生覆蓋模型各結構表面的鋼筋。

為實現上述目的，本發明提供了一種混凝土結構三維模型的快速配筋方法，包括以下步驟：

（1）獲取混凝土結構三維模型的配筋方向，根據三維模型與配筋方向確定一組剖面序列，剖面序列中的每個剖面與三維模型的交線形成剖面輪廓線；

（2）從剖面序列中取剖面，根據剖面輪廓線自動生成剖面鋼筋；

（3）根據剖面鋼筋設置剖面序列中其余剖面的剖面鋼筋；

（4）對步驟（2）和（3）中的剖面鋼筋計算其配筋區間；

（5）重復步驟（2）-（4），直到處理完配筋方向上所有的剖面為止；

（6）重復步驟（1）-（5），直到處理完所有的配筋方向為止；

（7）對所有的剖面鋼筋按其配筋區間生成三維鋼筋。

步驟（1）進一步包括以下子步驟：

（1-1）根據配筋方向，在三維模型中搜索與方向垂直的多個結構面；

（1-2）獲取三維模型的結構面在配筋方向上的位置，并按從小到大排序；

（1-3）在每兩個位置之間構造剖面，以形成一組剖面序列；

（1-4）求剖面序列中每個剖面與三維模型的交線，形成剖面輪廓線。

剖面輪廓線形成一個外環和多個內環，使這些環各邊首尾相連，外環按逆時針排列，內環按順時針排列。

步驟（2）進一步包括以下子步驟：

（2-1）對剖面輪廓線進行陰陽角判斷，具體為，設外環的起始邊L1，其方向矢量V1，關聯結構表面的外法矢為N1，判定矢量V=V1*N1,然后取外環下一條邊L2，其方向矢量為V2，判斷V1*V2的方向與V是否相同，如相同則為陰角，否則為陽角，

（2-2）遍歷剖面輪廓線，在陰角點將剖面輪廓線斷開，每兩個陰角點之間的剖面輪廓線組成一組輪廓線；

（2-3）遍歷各組輪廓線，為每組生成一根剖面鋼筋；

步驟（3）進一步包括以下子步驟：

（3-1）在當前剖面上依次取一剖面鋼筋T，其關聯的輪廓線為L；

（3-2）尋找剖面序列中剖面鋼筋T的可傳播剖面；

（3-3）在可傳播剖面上取對應輪廓線，并根據上述步驟（2-3）生成剖面鋼筋；

（3-4）重復步驟（3-2）-（3-3），直到該組所有剖面上與剖面鋼筋T匹配的剖面鋼筋均生成為止；

（3-5）重復步驟（3-1）-（3-4），直到當前剖面上所有剖面鋼筋已經全部設置為止。

在步驟（3-2）中，依次取剖面序列中的其余剖面，若剖面上有輪廓線與輪廓線L在順序和幾何形狀上完全相同，則剖面為剖面鋼筋T的可傳播剖面。

步驟（4）進一步包括以下子步驟：

（4-1）在當前剖面上依次取剖面鋼筋T，剖面鋼筋T的配筋區間為Q，初始化配筋區間Q為空，

（4-2）計算剖面鋼筋T在剖面上的配筋區間Qt；