[發明專利]一種基于BIM技術的混凝土框構橋設計方法

在審

• 申請號: 201711079681.5
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107748824A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 王禎;蘇偉;齊成龍;宋樹峰
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 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代理有限公司12103
• 代理人: 王龑

技術領域

本發明屬于建筑技術領域，具體涉及一種基于BIM技術的混凝土框構橋設計方法。

背景技術

工程建設中，混凝土框構占有較大比例，對框構的設計質量和效率提出了更高的要求，而傳統的框構二維平面設計存在空間關系分散，混凝土結構、鋼筋等分散在不同的二維平面圖中；非參數化，設計參數之間無法實現信息聯動；需要設計人員手動繪制二維平面圖，出圖效率低下等諸多問題。

FUBS系統是在Midas通用計算程序計算框構橋形成的內力結果基礎上，開發的框構橋設計后處理程序。FUBS目前可以處理1孔、 2孔、3孔框構的設計，并且僅適用于對稱框構的設計。FUBS系統的技術關鍵是能夠在內力結果和混凝土結構參數基礎上，根據設計經驗和規范進行鋼筋配置。鋼筋配置結果包括骨架鋼筋、橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強筋等。

作為縱向受力鋼筋，骨架鋼筋配置是框構橋設計的難點。調查已有框構橋的骨架鋼筋配置，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，其在混凝土結構中的相對位置、各肢長度、直徑等以參數形式表達。任何一個框構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行排列組合得到。FUBS系統能夠得出滿足規范要求的最低骨架鋼筋配置。

對于橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強筋等，FUBS系統根據規范規定的構造要求進行配筋計算。

FUBS程序的計算結果以文本文件的形式存在。其中，作為主要計算結果的骨架鋼筋配置信息包括骨架類型數、骨架間距，以及在某一個具體的骨架當中，對于第i種類型的骨架鋼筋，其參數值是多少等。計算結果還包括橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強筋等構造鋼筋的設置參數，同時，混凝土結構尺寸參數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設計軟件，具備鋼結構和鋼筋混凝土結構的深化設計功能。該軟件開放了API接口，允許用戶根據個性化需求編制二次開發軟件，以滿足特定工程領域的要求，并提高設計效率和質量。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種基于BIM技術的混凝土框構橋設計方法。

本發明的技術方案是：一種基于BIM技術的混凝土框構橋設計方法，包括以下步驟：

(ⅰ)讀入FUBS程序生成的文本文件，并構建用于存儲框構設計信息的數據庫。

(ⅱ)創建人機交互的設計界面

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計成果，用戶根據設計需要在交互窗口進行修改后，將修改內容返回至步驟(ⅰ)所述的數據庫。并可將修改后的數據庫內容以文本文件的形式導出。

(ⅲ)構建信息模型參數化截面庫

基于Tekla軟件平臺，針對不同的框構孔跨布置形式，分別構建參數化截面，構建用于生成框構橋主體結構的等截面參數化截面庫。

(ⅳ)根據結構尺寸自動實例化截面生成含有用戶預定義信息的框構三維模型

基于C#語言技術，從步驟(ⅰ)所述的數據庫中讀取經過用戶修改后的框構主體結構信息，根據主體結構信息從步驟(ⅲ)所述的截面庫中抽取參數化截面并賦值，建立框構三維空間模型，同時，為模型添加用戶信息。

(ⅴ)依據FUBS系統對框構橋骨架鋼筋的分類原則，自動建立骨架鋼筋數據庫

FUBS系統以幾何形狀為原則建立了骨架鋼筋類型庫，在此類型庫的基礎上，根據不同類型骨架鋼筋的幾何形狀和此鋼筋在混凝土結構中的相對位置，以鋼筋直徑、等級、幾何數據、用戶信息為參數，依次計算出所有類型骨架鋼筋的各關鍵節點坐標，繼而生成帶有用戶信息的鋼筋模型，這些模型以參數化鋼筋模板的形式存儲，作為骨架鋼筋數據庫。

(ⅵ)實例化數據，為框構布置空間骨架鋼筋并添加用戶信息

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

(ⅶ)依據框構截面特征，自動建立橫向鋼筋、拉筋、頂板鈍角加強筋的空間節點坐標數據庫

根據框構孔跨布置形式的不同，按照橫向鋼筋及拉筋的布置原則，依次計算框構布筋節點坐標，并以模板的形式存儲為數據庫。

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