[發明專利]用于設計包圍多根混凝土鋼筋的捆扎筋的方法

在審

• 申請號: 201811569044.0
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109992814A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: L·桑提科;J-P·弗洛;T·特里帕德;F·卡約
• 申請（專利權）人: 達索系統公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E04C5/02;E04C5/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊先

一種用于在計算機輔助設計系統的3D場景中設計包圍多根混凝土鋼筋的捆扎筋的計算機實現的方法，所述方法包括以下步驟：a)提供待由捆扎筋包圍的混凝土鋼筋的三維模型；b)計算混凝土鋼筋中的每一根的一組跡線，每條跡線具有跡線中心；c)計算一組連接線，每條連接線連接跡線中心；d)計算一組圓弧，每個圓弧至少部分地圍繞相應跡線，以及計算一組片段，每個片段近似平行于相應連接線并且連接連續的圓弧，所述片段和所述圓弧在草圖平面中形成捆扎筋的中心曲線；e)基于捆扎筋的中心曲線和筋半徑設計捆扎筋。

技術領域

本發明涉及一種用于設計包圍多根混凝土鋼筋的捆扎筋的方法。其涉及應用于建筑和土木工程的CAD(計算機輔助設計)、CAM(計算機輔助制造)和CAE(計算機輔助工程)的領域，并且更準確地說涉及用鋼筋加強的混凝土結構的設計。

背景技術

混凝土被廣泛用作建筑材料。其承受重要的壓縮載荷非常有效，但是支撐使其破裂的牽引較弱。相反，鋼支撐牽引是有效的，但是對使其屈曲的壓縮的抵抗力較小。因此，截至今天，承受高載荷的最佳材料之一是混凝土和鋼的組合，其被稱為鋼筋混凝土。鋼筋混凝土由混凝土和嵌入其內側的鋼棒(直的或彎曲的)制成。這些鋼棒被稱為“混凝土鋼筋”，也被稱為“螺紋鋼筋”。縱向混凝土鋼筋使混凝土能夠支撐單軸牽引，但是將縱向筋結合在一起的橫向“捆扎筋”對于承受剪切力也是必要的。箍筋、系帶和框架形式的捆扎筋通常用作捆扎筋。如由圖1所示，系帶LA是這樣的鋼筋：其被彎曲成“C”形并且橫向于兩根平行的混凝土鋼筋(RB₁，RB₂)的縱向方向安裝和固定。如由圖2所示，箍筋ST是這樣的鋼筋：其完全環繞兩根混凝土鋼筋(RB₁，RB₂)。完全環繞兩根以上平行但非共面的混凝土鋼筋(RB₁，RB₂，RB₃，RB₄)的捆扎筋也被稱為框架，如由圖3A所示。可以在一束混凝土鋼筋上以適當間隔放置若干層捆扎筋以防止它們屈曲。圖3B示出了包括根據圖3A的若干層框架(FR₁，FR₂，......FR_N)的加強結構的布局。

當使用計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助工程(CAE)應用來設計混凝土鋼筋組件時，混凝土鋼筋組件的布局以及捆束混凝土鋼筋的捆扎筋的布局可以被模擬。在一些現有解決方案中，使用者可以在預定義的有限情形列表中選擇捆扎筋的布局。然而，可能期望模擬混凝土鋼筋與給定層上的捆扎筋的實際接觸。混凝土鋼筋中的每一根的直徑從一根混凝土鋼筋到另一根也可能不必要相同。因此，捆扎筋的彎曲必須適應于混凝土鋼筋中的每一根的直徑。在現有解決方案中沒有執行這種適應。最后，在一些構造中，捆扎筋可以在自身上折疊，并且在這種情況下，該筋必須被偏移使得其不會與自身沖突。無論如何，對于箍筋或者對于框架，必須完成捆扎筋的偏移，以便閉合捆扎筋的環。箍筋和框架的尺寸、形狀和數量還取決于混凝土鋼筋組件的尺寸以及混凝土鋼筋的數量。因此，在一些情況下，使用帶有若干環的箍筋或框架(多腿箍筋或多腿框架)來用不同的環包圍若干混凝土鋼筋。

發明內容

然后，本發明的一個目標是提供一種用于設計捆扎筋的計算機實現的方法，該方法考慮到混凝土鋼筋的物理尺寸和布局，該方法可以應用于一束混凝土鋼筋的若干層上，并且該方法管理捆扎筋在自身上的折疊。

然后，本發明的一個目的是一種用于在計算機輔助設計系統的3D場景中設計包圍多根混凝土鋼筋的捆扎筋的計算機實現的方法，該方法包括以下步驟：

a)提供待由捆扎筋根據預定義順序以預定義彎曲半徑包圍的混凝土鋼筋的三維模型，所述捆扎筋具有筋半徑；

b)計算混凝土鋼筋中的每一根在3D場景的橫向草圖平面中的一組跡線，每條跡線具有跡線中心；

c)計算一組連接線，每條連接線根據預定義順序連接各跡線中心；