[發(fā)明專利]一種基于BIM技術(shù)的混凝土框構(gòu)橋設(shè)計方法

在審

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• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107748824A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王禎;蘇偉;齊成龍;宋樹峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F8/20;G06T17/00
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司12103
• 代理人: 王龑

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于BIM技術(shù)的混凝土框構(gòu)橋設(shè)計方法。

背景技術(shù)

工程建設(shè)中，混凝土框構(gòu)占有較大比例，對框構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量和效率提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的框構(gòu)二維平面設(shè)計存在空間關(guān)系分散，混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋等分散在不同的二維平面圖中；非參數(shù)化，設(shè)計參數(shù)之間無法實現(xiàn)信息聯(lián)動；需要設(shè)計人員手動繪制二維平面圖，出圖效率低下等諸多問題。

FUBS系統(tǒng)是在Midas通用計算程序計算框構(gòu)橋形成的內(nèi)力結(jié)果基礎(chǔ)上，開發(fā)的框構(gòu)橋設(shè)計后處理程序。FUBS目前可以處理1孔、 2孔、3孔框構(gòu)的設(shè)計，并且僅適用于對稱框構(gòu)的設(shè)計。FUBS系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是能夠在內(nèi)力結(jié)果和混凝土結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗和規(guī)范進(jìn)行鋼筋配置。鋼筋配置結(jié)果包括骨架鋼筋、橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強(qiáng)筋等。

作為縱向受力鋼筋，骨架鋼筋配置是框構(gòu)橋設(shè)計的難點。調(diào)查已有框構(gòu)橋的骨架鋼筋配置，以幾何形狀為原則可將其分成n個種類，對每一個種類的骨架鋼筋，其在混凝土結(jié)構(gòu)中的相對位置、各肢長度、直徑等以參數(shù)形式表達(dá)。任何一個框構(gòu)橋的骨架鋼筋配置都可以通過在前述骨架鋼筋類型庫中抽取若干種進(jìn)行排列組合得到。FUBS系統(tǒng)能夠得出滿足規(guī)范要求的最低骨架鋼筋配置。

對于橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強(qiáng)筋等，F(xiàn)UBS系統(tǒng)根據(jù)規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求進(jìn)行配筋計算。

FUBS程序的計算結(jié)果以文本文件的形式存在。其中，作為主要計算結(jié)果的骨架鋼筋配置信息包括骨架類型數(shù)、骨架間距，以及在某一個具體的骨架當(dāng)中，對于第i種類型的骨架鋼筋，其參數(shù)值是多少等。計算結(jié)果還包括橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強(qiáng)筋等構(gòu)造鋼筋的設(shè)置參數(shù)，同時，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)和材料等級也以文本文件的形式輸出。

天寶公司的Tekla作為一款BIM設(shè)計軟件，具備鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計功能。該軟件開放了API接口，允許用戶根據(jù)個性化需求編制二次開發(fā)軟件，以滿足特定工程領(lǐng)域的要求，并提高設(shè)計效率和質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種基于BIM技術(shù)的混凝土框構(gòu)橋設(shè)計方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于BIM技術(shù)的混凝土框構(gòu)橋設(shè)計方法，包括以下步驟：

(ⅰ)讀入FUBS程序生成的文本文件，并構(gòu)建用于存儲框構(gòu)設(shè)計信息的數(shù)據(jù)庫。

(ⅱ)創(chuàng)建人機(jī)交互的設(shè)計界面

初次打開此界面時各用戶交互窗口顯示的是從FUBS文本文件中讀入的設(shè)計成果，用戶根據(jù)設(shè)計需要在交互窗口進(jìn)行修改后，將修改內(nèi)容返回至步驟(ⅰ)所述的數(shù)據(jù)庫。并可將修改后的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容以文本文件的形式導(dǎo)出。

(ⅲ)構(gòu)建信息模型參數(shù)化截面庫

基于Tekla軟件平臺，針對不同的框構(gòu)孔跨布置形式，分別構(gòu)建參數(shù)化截面，構(gòu)建用于生成框構(gòu)橋主體結(jié)構(gòu)的等截面參數(shù)化截面庫。

(ⅳ)根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸自動實例化截面生成含有用戶預(yù)定義信息的框構(gòu)三維模型

基于C#語言技術(shù)，從步驟(ⅰ)所述的數(shù)據(jù)庫中讀取經(jīng)過用戶修改后的框構(gòu)主體結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)主體結(jié)構(gòu)信息從步驟(ⅲ)所述的截面庫中抽取參數(shù)化截面并賦值，建立框構(gòu)三維空間模型，同時，為模型添加用戶信息。

(ⅴ)依據(jù)FUBS系統(tǒng)對框構(gòu)橋骨架鋼筋的分類原則，自動建立骨架鋼筋數(shù)據(jù)庫

FUBS系統(tǒng)以幾何形狀為原則建立了骨架鋼筋類型庫，在此類型庫的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同類型骨架鋼筋的幾何形狀和此鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的相對位置，以鋼筋直徑、等級、幾何數(shù)據(jù)、用戶信息為參數(shù)，依次計算出所有類型骨架鋼筋的各關(guān)鍵節(jié)點坐標(biāo)，繼而生成帶有用戶信息的鋼筋模型，這些模型以參數(shù)化鋼筋模板的形式存儲，作為骨架鋼筋數(shù)據(jù)庫。

(ⅵ)實例化數(shù)據(jù)，為框構(gòu)布置空間骨架鋼筋并添加用戶信息

基于C#語言技術(shù)，從步驟(ⅰ)的數(shù)據(jù)庫中依次讀取經(jīng)過用戶修改后的骨架鋼筋配置信息，根據(jù)每條配置信息中的骨架類型編號從步驟(ⅴ)的數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相應(yīng)類型的鋼筋模板并實例化，并以本條配置信息中的數(shù)據(jù)對模板參數(shù)賦值，按照每根鋼筋在二維圖紙視圖中的顯示、標(biāo)注等要求，定義用戶屬性，最終完成全橋骨架鋼筋實例化。

(ⅶ)依據(jù)框構(gòu)截面特征，自動建立橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強(qiáng)筋的空間節(jié)點坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫

根據(jù)框構(gòu)孔跨布置形式的不同，按照橫向鋼筋及拉筋的布置原則，依次計算框構(gòu)布筋節(jié)點坐標(biāo)，并以模板的形式存儲為數(shù)據(jù)庫。

(ⅷ)實例化數(shù)據(jù)，依次為框構(gòu)各部分布置空間橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強(qiáng)筋并添加用戶信息