[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的鋼筋混凝土構(gòu)件交叉區(qū)域鋼筋自動(dòng)避障排布方法

有效

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• 申請(qǐng)日: 2020-09-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112231793B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍洲;劉界鵬;馮亮;李盛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;G06F30/27;G06N3/006;G06F111/06
• 代理公司: 重慶縉云專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔;馬健

發(fā)明提供一種基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的鋼筋混凝土構(gòu)件交叉區(qū)域鋼筋自動(dòng)避障排布方法。該方法包括離散化表示節(jié)點(diǎn)處鋼筋及構(gòu)件、使用二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行一個(gè)方向主梁鋼筋智能排布、使用二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行另一個(gè)方向主梁鋼筋智能排布、保存為鋼筋中心線坐標(biāo)、對(duì)鋼筋中心線坐標(biāo)調(diào)整和輸出調(diào)整后鋼筋中心線坐標(biāo)等步驟。該方法解決了現(xiàn)有鋼筋碰撞檢測(cè)技術(shù)中存在的僅僅能檢測(cè)碰撞但是不能自動(dòng)調(diào)整鋼筋位置、自動(dòng)化水平低以及精準(zhǔn)性不足等問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的鋼筋混凝土構(gòu)件交叉區(qū)域鋼筋自動(dòng)避障排布方法。

背景技術(shù)

在建筑工程中，鋼筋混凝土是必不可少的構(gòu)件，在建筑設(shè)計(jì)和施工中發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是指用配有鋼筋增強(qiáng)的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋設(shè)計(jì)往往只與構(gòu)件的受力條件，邊界條件和構(gòu)件尺寸有關(guān)。然而在整個(gè)設(shè)計(jì)和施工階段，因?yàn)榻ㄖD紙復(fù)雜繁多、設(shè)計(jì)人員交流不足、施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境等原因，建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的鋼筋圖紙有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法滿足實(shí)際需求的情況。目前，在鋼筋混凝土的施工階段，按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋布置，如果發(fā)生了鋼筋碰撞問(wèn)題，一般不會(huì)采取“返工修改圖紙?jiān)龠M(jìn)行施工”的措施，此時(shí)，工人只能簡(jiǎn)單的進(jìn)行鋼筋的無(wú)碰撞布置。這個(gè)過(guò)程枯燥乏味，耗時(shí)費(fèi)力，而且增加施工的成本，影響施工的質(zhì)量。

因此，如何在設(shè)計(jì)階段避免鋼筋碰撞對(duì)于施工極為關(guān)鍵。當(dāng)前，最具代表性的解決方案是基于特定算法，利用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的碰撞檢測(cè)。具體地，解決方案中算法表述如下：基于構(gòu)件中心，該算法采用某個(gè)特定形狀和尺寸的幾何外包盒去判斷不同構(gòu)件之間是否存在相交的狀態(tài)。解決方案中軟件實(shí)現(xiàn)方面，如Navisworks軟件可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的碰撞檢測(cè)，進(jìn)一步生成碰撞列表。然而，上述方案仍然具有較大的局限性。該方案僅能進(jìn)行結(jié)構(gòu)的碰撞檢測(cè)，生成的碰撞列表仍然需要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員結(jié)合之前未產(chǎn)生碰撞的圖紙，重新進(jìn)行布筋設(shè)計(jì)。若重新設(shè)計(jì)的結(jié)果經(jīng)過(guò)碰撞檢測(cè)仍然存在問(wèn)題，則還需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。一旦建筑群繁多，建筑物中碰撞檢測(cè)點(diǎn)過(guò)多，布筋設(shè)計(jì)的過(guò)程可能會(huì)不斷往復(fù)，很難得到最優(yōu)的布筋設(shè)計(jì)方案。

鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)而又較為復(fù)雜的部分。一方面，梁柱節(jié)點(diǎn)在建筑結(jié)構(gòu)中是最為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是主體結(jié)構(gòu)的重要組成部分，所以，梁柱節(jié)點(diǎn)的施工質(zhì)量影響著建筑整體的質(zhì)量。另一方面，梁柱節(jié)點(diǎn)的受力十分復(fù)雜，鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)縱橫交錯(cuò)，并且數(shù)目種類(lèi)很多，如果能夠妥善解決節(jié)點(diǎn)處鋼筋的碰撞問(wèn)題，那么整個(gè)結(jié)構(gòu)的智能化鋼筋排布就是可期的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的鋼筋混凝土構(gòu)件交叉區(qū)域鋼筋自動(dòng)避障排布方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種基于二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法的鋼筋混凝土構(gòu)件交叉區(qū)域鋼筋自動(dòng)避障排布方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙建立三維空間軸網(wǎng)，并將建筑物梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋與構(gòu)件離散化表示。其中，所述鋼筋包括x軸方向的梁鋼筋、y軸方向的梁鋼筋和z軸方向的柱內(nèi)縱筋。所述構(gòu)件包括預(yù)埋件、型鋼和連接板。x軸方向表示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中的橫向軸線方向，y軸方向表示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙中的縱向軸線方向，z軸方向表示豎直方向。橫向軸中的A軸與縱向軸中的1軸的交點(diǎn)作為全局坐標(biāo)的原點(diǎn)。

2)根據(jù)離散化表示結(jié)果，將柱內(nèi)縱筋及構(gòu)件視為障礙物，使用二進(jìn)制粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行x軸方向鋼筋智能排布。