[發明專利]一種基于部品的鋼筋自動化設計系統及方法

在審

• 申請號: 202210986427.8
• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115455655A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張永濤;鄭和暉;李剛;陳鳴;王敏;陳茂林;沈惠軍;朱明清;田飛;吳中正;肖林;張峰
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司;中交公路長大橋建設國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06T17/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻;蔡俊

本發明公開了一種基于部品的鋼筋自動化設計系統及方法，包括對設計對象的橫截面進行分塊形成多個部品截面的截面部品構建模塊、用于根據多個部品截面構建多個部品三維模型的三維部品構建模塊、用于根據多個部品截面和多個部品三維模型構建多個部品鋼筋骨架的部品鋼筋骨架構建模塊、用于將多個部品鋼筋骨架拼裝為設計對象的整體鋼筋骨架的虛擬拼裝模塊、用于根據設計對象的整體鋼筋骨架輸出鋼筋的施工設計材料的數據輸出模塊和用于檢查多個部品鋼筋骨架拼裝為設計對象的整體鋼筋骨架的過程中部品鋼筋骨架之間是否存在干涉的碰撞檢查模塊。本發明基于參數化的截面庫和鋼筋部品庫，可實現自動化配筋、快速調整和出圖。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，具體地指一種基于部品的鋼筋自動化設計系統及方法。

背景技術

目前，我國混凝土結構的鋼筋骨架基本采用人工單根綁扎成型，結構設計圖的鋼筋同樣以人工單根繪制為主，具有勞動力用量大、效率低、質量不高等問題?？梢灶A見，在人口老齡化日益嚴重、人工成本不斷攀升的背景下，我國建造業將從勞動密集型向技術密集型轉型升級，鋼筋工程作為建筑業的主要部分之一，以單根鋼筋為對象的手動設計、手動綁扎模式將難以為繼。為提升鋼筋工程的設計及加工效率和質量，部分設計單位/軟件公司已開始開發配筋小插件或小軟件，以實現部分自動化出圖，部分施工單位開始研發鋼筋部品/網片自動成型工藝及設備。但依然存在如下問題：①設計單位的目的僅在于提升出圖效率，設計對象依然是單筋，且以傳統的施工圖模式進行交付，施工單位需進行翻樣后才能使用，設計信息無法準確高效地流轉至施工過程；②配筋方式依然遵循常規思路，未考慮鋼筋工業化成型需求，導致鋼筋工業化加工比例低、難度大；③鋼筋工業化成型缺少統一的管控平臺，鋼筋部品制作、拼裝過程需反復調整，導致工效低、材料浪費大。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種可實現自動化、參數化設計、能為鋼筋骨架的工業化成型和快速化拼裝提供設計基礎的基于部品的鋼筋自動化設計系統及方法。

為實現此目的，本發明所設計的基于部品的鋼筋自動化設計系統，其特征在于：它包括截面部品構建模塊、三維部品構建模塊、部品鋼筋骨架構建模塊、虛擬拼裝模塊和數據輸出模塊；

所述截面部品構建模塊用于對設計對象的橫截面進行分塊形成多個部品截面；

所述三維部品構建模塊用于根據多個所述部品截面構建多個部品三維模型；

所述部品鋼筋骨架構建模塊用于根據多個所述部品截面和多個所述部品三維模型構建多個部品鋼筋骨架；

所述虛擬拼裝模塊用于將多個所述部品鋼筋骨架拼裝為設計對象的整體鋼筋骨架；

所述數據輸出模塊用于根據所述設計對象的整體鋼筋骨架輸出鋼筋的施工設計材料。

進一步的，所述基于部品的鋼筋自動化設計系統還包括碰撞檢查模塊，所述碰撞檢查模塊用于檢查多個所述部品鋼筋骨架拼裝為設計對象的整體鋼筋骨架的過程中所述部品鋼筋骨架之間是否存在干涉。

進一步的，所述構建設計對象的橫截面，對所述設計對象的橫截面進行分塊形成多個部品截面的方法是：輸入設計對象的軸線，指定截面形狀，偏移所述結構軸線生成多個關鍵點，使各關鍵點的連線形成所述設計對象的橫截面，從截面參數庫中選定各關鍵點的坐標值，確定所述設計對象的橫截面的尺寸，根據橫截面分塊規則對所述設計對象的橫截面進行分塊形成多個部品截面。

進一步的，所述截面參數庫的構建方法是：輸入所述設計對象的橫截面的幾何參數，根據橫截面的幾何參數計算得到各關鍵點的坐標值，所有關鍵點的坐標值構成所述截面參數庫。

進一步的，所述根據多個所述部品截面構建多個部品三維模型的方法是：將多個所述部品截面沿所述設計對象的軸線進行放樣生成多個部品三維模型的主要結構部分，從特殊構建庫中選取非標準構建設置于指定位置處形成多個所述部品三維模型。