[發明專利]一種矩形明洞數字化協同自動設計方法及系統

有效

• 申請號: 202211510019.1
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN116306069B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 孫中秋;肖春紅;袁松;賈飛揚;敖維林;徐益飛;趙見;鄭國強;魏記承
• 申請（專利權）人: 四川省交通勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 任曉揚

1.一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取明洞的場地參數和結構尺寸參數；

S2，根據所述明洞的場地參數和結構尺寸參數得到設計結果，所述設計結果包括明洞通用結構設計圖及明洞工點設計圖；

S3，根據所述設計結果計算明洞內力，所述明洞內力包括彎矩、軸力和剪力；

S4，根據所述明洞內力，進行明洞結構配筋計算，得到配筋計算結果；

S5，根據所述配筋計算結果，若配筋情況為正常配筋，則無需調整，直接根據配筋計算結果繪制明洞通用結構設計圖及明洞工點設計圖，并將最終的二維矩形明洞設計數據存儲至協同數據庫；若配筋情況為構造配筋，則調減對應部位的結構尺寸，重復S2~S4重新設計；若配筋情況為超額配筋，則調增對應部位的結構尺寸，重復S2~S4重新設計；結構尺寸循環調整中，結構尺寸的循環調整量及最大最小尺寸由設計人員設置；

S6：在BIM平臺，接收所述二維矩形明洞設計數據，利用BIM自動建模軟件自動建立矩形明洞三維信息模型。

2.如權利要求1所述的一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，步驟S5中，在分別得到頂部和底部最大鋼筋量之后，若鋼筋量小于或等于構造配筋，則判定為構造配筋；若鋼筋量大于或等于超額配筋，則判定為超額配筋；其他情況為正常配筋。

3.如權利要求1所述的一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，步驟S4中具體包括以下步驟：

S401，進行各單元的抗彎配筋計算，計算出頂板的所有單元中的彎矩、軸力和剪力，計算每個單元頂板頂部和底部所需的鋼筋量，分別得到頂板配筋最大鋼筋量；根據所述最大鋼筋量判斷配筋類型，并且確定鋼筋布置的間距；

S402，遍歷頂板所有單元的剪力，比較大小，得到最大剪力及對應的位置；若最大剪力箍筋抗剪強度+混凝土抗剪強度，則不需要箍筋加密；若最大剪力箍筋抗剪強度+混凝土抗剪強度，箍筋加密1倍，箍筋加密區位于最大剪力至不需要箍筋加密外延兩倍箍筋間距；若最大剪力加密箍筋抗剪強度+混凝土抗剪強度，則逐漸增大箍筋直徑進行布置，直至抗剪滿足要求；否則，抗剪超額配筋。

4.如權利要求1所述的一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，步驟S3包括以下步驟：

S31，根據明洞尺寸建立計算有限元幾何模型，并根據預設計算單元長度劃分計算單元；

S32，根據二維矩形明洞工點設計數據添加明洞計算邊界條件；

S33，基于所述明洞計算邊界條件、單元長度、洞頂及兩側回填土壓力、明洞四周回彈系數，計算各計算單元彎矩、軸力和剪力。

5.如權利要求4所述的一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，步驟S32中，所述明洞計算邊界條件包括：采用ANSYS平臺中的combin39單元模擬明洞結構四周的圍巖，當明洞結構往明洞內部變形時，對應的combin39單元受力為0，當明洞結構往明洞外部變形時，對應的combin39單元受力為變形量*彈性模量。

6.如權利要求1-5任一所述的一種矩形明洞數字化協同自動設計方法，其特征在于，步驟S2中具體包括以下步驟：

S21、錄入路線數據；

S22、錄入明洞內輪廓尺寸，并擬定明洞結構厚度；

S23、錄入明洞起止樁號，并指定明洞回填材料參數、回填厚度及回填坡率；

S24、使用一鍵繪圖功能，根據用戶指定繪圖基點及錄入的基礎資料，自動繪制明洞工點圖；

S25、根據用戶指定的樁號，繪制對應明洞斷面圖；

S26、根據用戶設計意圖，反復調整路線數據、明洞尺寸、明洞起止樁號、回填材料參數、回填厚度及回填坡率，重復步驟S24和S25，重新繪制明洞工點設計圖；

S27、存儲明洞工點設計數據至協同數據庫；

S28、從協同數據庫中獲取步驟S27所述設計數據對應的配筋計算情況，調整結構尺寸，重復步驟S26和S27，直至配筋滿足設計要求，使用明洞通用圖繪制功能，輸出明洞通用結構設計圖，所述明洞通用結構設計圖包括結構斷面圖、結構立面圖、鋼筋斷面圖、鋼筋立面圖、鋼筋骨架圖、鋼筋大樣圖及通用工程量表；

S29、存儲明洞通用設計數據至協同數據庫。