[發(fā)明專利]基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610944253.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108021722A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭展鵬;孟茂智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港科技大學(xué)深圳研究院;香港科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06N3/12
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

1.一種基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

提取模塊，用于從BIM模型中提取設(shè)計(jì)鋼筋所需的BIM模型信息，所述BIM模型信息包括鋼筋混凝土梁的負(fù)載信息、終端支撐信息和幾何信息；

結(jié)構(gòu)分析模塊，用于根據(jù)所述BIM模型信息來(lái)計(jì)算作用在所述鋼筋混凝土梁上的彎矩和剪切力；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將所述幾何信息、所述彎矩和所述剪切力轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)所述鋼筋混凝土梁所需的鋼筋設(shè)計(jì)要求；

優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述設(shè)計(jì)規(guī)范要求，利用混合遺傳算法來(lái)優(yōu)化所述鋼筋設(shè)計(jì)要求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

更新模塊，用于根據(jù)優(yōu)化的所述鋼筋設(shè)計(jì)要求來(lái)更新所述BIM模型，以自動(dòng)創(chuàng)建鋼筋圖紙。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化模塊包括：

縱向鋼筋優(yōu)化單元，用于使用所述混合遺傳算法搜索全局空間以獲得用于縱向鋼筋的優(yōu)化方案，所述縱向鋼筋的優(yōu)化方案包括縱向受拉鋼筋的數(shù)量和直徑和縱向受壓鋼筋的數(shù)量和直徑；

抗剪鋼筋優(yōu)化單元，用于根據(jù)所述縱向鋼筋的優(yōu)化方案進(jìn)行窮舉搜索獲得用于抗剪鋼筋的優(yōu)化方案，所述抗剪鋼筋的優(yōu)化方案包括所述抗剪鋼筋的數(shù)量、直徑和鋼筋間距。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述混合遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)包括代表鋼筋數(shù)量的罰函數(shù)和代表縱向鋼筋最大直徑的罰函數(shù)，所述混合遺傳算法的約束條件包括所述設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)計(jì)規(guī)范包括鋼筋間距要求、鋼筋直徑要求、鋼筋覆蓋要求、最大鋼筋面積要求和最小鋼筋面積要求。

6.一種基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

從BIM模型中提取設(shè)計(jì)鋼筋所需的BIM模型信息，所述BIM模型信息包括鋼筋混凝土梁的負(fù)載信息、終端支撐信息和幾何信息；

根據(jù)所述BIM模型信息來(lái)計(jì)算作用在所述鋼筋混凝土梁上的彎矩和剪切力；

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將所述幾何信息、所述彎矩和所述剪切力轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)所述鋼筋混凝土梁所需的鋼筋設(shè)計(jì)要求；

根據(jù)所述設(shè)計(jì)規(guī)范要求，利用混合遺傳算法來(lái)優(yōu)化所述鋼筋設(shè)計(jì)要求。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，還包括：

根據(jù)優(yōu)化的所述鋼筋設(shè)計(jì)要求來(lái)更新所述BIM模型，以自動(dòng)創(chuàng)建鋼筋圖紙。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)所述設(shè)計(jì)規(guī)范要求，利用混合遺傳算法來(lái)優(yōu)化所述鋼筋設(shè)計(jì)要求的所述步驟包括：

使用所述混合遺傳算法搜索全局空間以獲得用于縱向鋼筋的優(yōu)化方案，所述縱向鋼筋的優(yōu)化方案包括縱向受拉鋼筋的數(shù)量和直徑和縱向受壓鋼筋的數(shù)量和直徑；

根據(jù)所述縱向鋼筋的優(yōu)化方案進(jìn)行窮舉搜索獲得用于抗剪鋼筋的優(yōu)化方案，所述抗剪鋼筋的優(yōu)化方案包括所述抗剪鋼筋的數(shù)量、直徑和鋼筋間距。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述混合遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)包括代表鋼筋數(shù)量的罰函數(shù)和代表縱向鋼筋最大直徑的罰函數(shù)，所述混合遺傳算法的約束條件包括所述設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9所述的基于建筑信息模型的鋼筋混凝土梁的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)規(guī)范包括鋼筋間距要求、鋼筋直徑要求、鋼筋覆蓋要求、最大鋼筋面積要求和最小鋼筋面積要求。