用于圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)的三維布筋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)三維鋼筋的布設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圓臺表面鋼筋是混凝土結(jié)構(gòu)的一種重要三維布筋形式，通常用于圓臺面、圓弧面、圓錐面及圓形孔洞等混凝土結(jié)構(gòu)，提高鋼筋的快速設(shè)計(jì)效率，使布筋更均勻，改善混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能。圓臺表面鋼筋與結(jié)構(gòu)邊界的筋距離應(yīng)大于規(guī)范要求的保護(hù)層厚度。
[0003]目前鋼筋圖的繪制方法，大部分是采用二維繪制。圓臺表面鋼筋，一般是將圓臺表面展開，繪制鋼筋后再還原到三維模型。對于比較復(fù)雜的圓臺表面結(jié)構(gòu)，如圓臺面結(jié)構(gòu)表面變化、傾斜或平坦、表面被切割、孔洞較多的圓臺面，鋼筋圖繪制和材料分類統(tǒng)計(jì)仍由人工完成，將圓臺表面展開繪制鋼筋時(shí)難度較大，設(shè)、校、審的工作量極大，難度高且較容易出錯(cuò)。對于結(jié)構(gòu)比較規(guī)整的結(jié)構(gòu)，雖然有部分軟件可以直接繪制二維圓臺鋼筋圖，但仍然適用范圍有限，無法適用各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圓臺表面鋼筋布置及三維顯示、檢查、指導(dǎo)施工實(shí)踐。隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的設(shè)計(jì)模型都是三維模型，工程師迫切需要在圓臺表面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，有三維布筋的工具和方法。
[0004]目前通過手工繪制或現(xiàn)有軟件得到的圖紙都是二維的，需要經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練、有經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行解讀，在頭腦中重新構(gòu)建鋼筋的三維模型，對于圓臺表面鋼筋等細(xì)部結(jié)構(gòu)，無法詳細(xì)、真實(shí)反映其與結(jié)構(gòu)、其他鋼筋的空間位置關(guān)系。同時(shí)，不同工程師在解讀過程中可能存在二義性，這對鋼筋圖的技術(shù)交流和指導(dǎo)施工帶來很大的障礙。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)的輔助，工程人員可以根據(jù)需要重建鋼筋模型，包括圓臺表面混凝土鋼筋模型，生成逼真的三維鋼筋模型，使得基于三維鋼筋模型的技術(shù)交流更方便、更直觀、材料統(tǒng)計(jì)更準(zhǔn)確。
[0005]從公開的文獻(xiàn)和資料來看，尚未發(fā)現(xiàn)在三維圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)上直接布置鋼筋的軟件或方法。由于鋼筋三維建模沒有現(xiàn)成的專業(yè)軟件，對鋼筋三維建模工作量極大，而且是實(shí)體模型，隨著鋼筋數(shù)量、種類的不斷增加，不管是對計(jì)算內(nèi)存限制、顯示速度，還是建模工作量、難度來說，都是巨大的挑戰(zhàn)。特別是圓臺混凝土表面變化多端，無法快速批量、快速定位，并快速生成三維模型，以方便后期的校核、審查及材料分類統(tǒng)計(jì)，無法滿足工程設(shè)計(jì)的快速、精確的要求，因而開發(fā)新的能夠高效處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圓臺表面三維鋼筋的布置和實(shí)時(shí)顯示的方法尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種用于圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)的三維布筋方法，該方法包括如下步驟:
[0007]A.選擇圓臺混凝土結(jié)構(gòu)的布筋面，根據(jù)圓臺混凝土結(jié)構(gòu)的幾何拓?fù)湫畔⒓颁摻畋Ｗo(hù)層厚度，確定圓臺鋼筋布筋引導(dǎo)線；
[0008]B.根據(jù)圓臺鋼筋的間距、根數(shù)及鋼筋保護(hù)層厚度，在所述布筋引導(dǎo)線上確定鋼筋布筋點(diǎn)及鋼筋對象生成的輔助平面；
[0009]C.根據(jù)鋼筋定位點(diǎn)及鋼筋端部參數(shù)，在所述鋼筋布筋點(diǎn)及輔助平面上，生成鋼筋軸線，調(diào)用鋼筋模板，根據(jù)鋼筋模板生成三維鋼筋模型，并對三維鋼筋模型賦值鋼筋屬性數(shù)據(jù)。
[0010]具體地，步驟A中，確定圓臺鋼筋布筋引導(dǎo)線d的步驟如下:
[0011]Al.根據(jù)輸入的布筋面的幾何拓?fù)湫畔ⅲ诓冀蠲孑喞险业饺我庖欢螆A弧線，并得到該圓弧線的圓心O、圓弧線所在平面Pl以及通過圓心O的平面Pl的法線NormalLine ；
[0012]A2.根據(jù)輸入布筋面的幾何拓?fù)湫畔ⅲ瑢⒉冀蠲娴乃卸它c(diǎn)都投影到圓弧線所在平面Pl，得到點(diǎn)集PointList ；
[0013]A3.根據(jù)步驟Al中的圓弧線圓心O及步驟A2中的點(diǎn)集PointList，計(jì)算在點(diǎn)集PointList中距離圓心O最遠(yuǎn)的端點(diǎn)Ptl ；
[0014]A4.將步驟Al中的圓弧線圓心O與步驟A3中的端點(diǎn)Ptl連接成直線Linel ；
[0015]A5.將步驟A 4中的Linel投影到輸入的布筋面，得到布筋引導(dǎo)線。
[0016]具體地，步驟B中，確定鋼筋布筋點(diǎn)的方法為:在所述布筋引導(dǎo)線上，獲取布筋引導(dǎo)線長度，根據(jù)鋼筋間距或鋼筋數(shù)生成若干個(gè)鋼筋布筋點(diǎn)，所述鋼筋布筋點(diǎn)的個(gè)數(shù)至少為3個(gè)。
[0017]具體地，步驟B中，確定輔助平面的方法為:根據(jù)布筋點(diǎn)生成Z軸直線，在布筋點(diǎn)上，生成通過所述Z軸直線的法向平面，所述法向平面為布筋輔助平面。
[0018]具體地，步驟C中，生成三維鋼筋模型的具體方法包括如下步驟:
[0019]Cl.選擇一布筋點(diǎn)，計(jì)算該布筋點(diǎn)與所述法線NormalLine的距離，該距離作為圓臺鋼筋的半徑R ；
[0020]C2.在所選擇的布筋點(diǎn)所在輔助平面內(nèi)，以圓臺鋼筋的半徑R為半徑，繪制通過所述選擇的布筋點(diǎn)的圓弧Arc ；
[0021]C3.將圓弧Arc投影到布筋面，得到圓臺面三維鋼筋的軸線；
[0022]C4.根據(jù)鋼筋端部設(shè)置彎鉤或延長的細(xì)部結(jié)構(gòu)參數(shù)，生成細(xì)部結(jié)構(gòu)的軸線，與步驟C3中的軸線合并成一個(gè)整體，作為圓臺鋼筋的軸線；
[0023]C5.調(diào)用圓臺鋼筋模板，生成圓臺面三維鋼筋對象；
[0024]C6.依次處理余下的布筋點(diǎn)，生成全部圓臺面三維鋼筋對象。
[0025]其中，所述鋼筋屬性包括鋼筋編號、鋼筋等級、鋼筋型式、鋼筋直徑、鋼筋間距、鋼筋長度、鋼筋顏色、備注信息、布筋引導(dǎo)線、布筋面及鋼筋端部方向參考平面。
[0026]本發(fā)明的有益效果是:由于采用了布筋引導(dǎo)線、布筋點(diǎn)以及由此生成的輔助布筋平面，這樣既可根據(jù)這些參照準(zhǔn)確的顯示出圓臺表面鋼筋的各種情況，直觀顯示三維布筋結(jié)果。這樣的建模方式速度較快，還能將圓臺表面鋼筋信息反映直觀、準(zhǔn)確地給工程師，提高了工程師工作的效率，其準(zhǔn)確的信息也提高了施工進(jìn)度，同時(shí)也避免由于二義性造成施工的缺陷。本發(fā)明可以采用拓?fù)涞拿婺Ｐ蛯?shí)現(xiàn)，與采用實(shí)體格式的鋼筋模型相比，其占用內(nèi)存和硬盤空間大大減少。本發(fā)明與軟件平臺無關(guān)，既可以是基于商業(yè)三維設(shè)計(jì)軟件，可以是自主開發(fā)的三維圖形平臺，在工程應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，并且具有高可信度、可應(yīng)用性、可采納性。
[0027]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)注意的是，實(shí)施例僅僅是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，并不用以限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的用于圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)的三維布筋方法流程圖；
[0029]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的圓臺鋼筋的布筋引導(dǎo)線示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的圓臺鋼筋的布筋點(diǎn)示意圖；
[0031]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的圓臺鋼筋的布筋輔助平面示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的圓臺鋼筋三維模型圖；
[0033]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的圓臺鋼筋端部彎鉤結(jié)構(gòu)參數(shù)圖；
[0034]圖中標(biāo)記為:布筋面1、布筋引導(dǎo)線2，布筋點(diǎn)3，布筋引導(dǎo)線4、布筋輔助平面5，圓臺鋼筋三維模型6。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中尚無在三維圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)上直接布置鋼筋的方法的問題，提供一種用于圓臺表面混凝土結(jié)構(gòu)的三維布筋方法。如圖1所示，該方法的步驟如下:首先，選擇圓臺混凝土結(jié)構(gòu)的布筋面，根據(jù)圓臺混凝土結(jié)構(gòu)的幾何拓?fù)湫畔⒓颁摻畋Ｗo(hù)層厚度，確定圓臺鋼筋布筋引導(dǎo)線。然后，根據(jù)圓臺鋼筋的間距、根數(shù)及鋼筋保護(hù)層厚度，在所述布筋引導(dǎo)線上確定鋼筋布筋點(diǎn)及鋼筋對象生成的輔助平面。最后，根據(jù)鋼筋定位點(diǎn)及鋼筋端部參數(shù)，在所述鋼筋布筋點(diǎn)及輔助平面上，生成鋼筋軸線，調(diào)用鋼筋模板，根據(jù)鋼筋模板生成三維