[发明专利]用于布置三维角筋的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢筋布设方法，特别是用于布置三维角筋的方法。

背景技术

角筋是钢筋的一种重要布置形式，通常用于孔洞、槽等削弱结构或结构突变部位，改善该部位的受力性能。角筋与结构边界的距离应大于规范要求的保护层厚度。一般按45度布置。

目前钢筋图的绘制方法，大部分是采用二维绘制。对不同工程结构部位选取典型特征结构剖面，用手工绘制钢筋图，对角筋画法采用示意性表示。对于结构断面变化、孔洞较多的部位，需要更多典型剖面图，并逐个绘制角筋。对于比较复杂的结构，钢筋图绘制和材料分类统计仍由人工完成，设、校、审的工作量极大、难度高且较容易出错。对于结构比较规整的结构，虽然有部分软件可以直接绘制二维角筋图，但仍然适用范围有限，无法适用各种复杂结构的角筋布置及三维显示、检查、指导施工实践。寻找新的角筋绘制或三维角筋快速布置工具和方法，是每个结构工程师及制图人员梦寐以求的理想。

目前通过手工绘制或现有软件得到的图纸都是二维的，需要经过专业训练、有经验的工程师进行解读，在头脑中重新构建钢筋的三维模型，对于角筋等细部结构，无法详细、真实反映其与结构、其他钢筋的空间位置关系，同时，不同工程师在解读过程中可能存在二义性，这对钢筋图的技术交流和指导施工带来很大的障碍。随着计算机的发展，通过计算机的辅助，工程人员可以根据需要重建钢筋模型，包括角筋模型，生成逼真的三维钢筋模型，使得基于钢筋图的技术交流更方便、更直观、材料统计更准确。

从公开的文献和资料来看，尚未发现在三维模型空间上直接布置角筋的软件或方法。由于钢筋三维建模没有现成的专业软件，对钢筋三维建模工作量极大，而且是实体模型，随着钢筋数量、种类的不断增加，不管是对计算内存限制、显示速度，还是建模工作量、难度来说，都是巨大的挑战。特别是与结构形状密切相关的角筋筋，无法快速批量、快速定位，并快速生成三维模型，以方便后期的校核、审查及材料分类统计，无法满足工程设计的快速、精确的要求，因而开发新的能够高校处理复杂结构的角筋三维布置和实时显示的方法尤为重要。

发明内容

本发明根据土木工程结构的几何信息来精确确定角筋的布置参数，快速进行三维角筋布置，并直观显示三维布筋结果。

本发明所采用的布置三维角筋的方法，包括以下步骤：

（1）、根据角筋的布置设计，在布筋引导线上，获取布筋引导线长度，并根据角筋间距或角筋数生成每条角筋的布筋点；

（2）、在布筋点上生成角筋平面，在角筋平面内生成局部坐标系；

（3）、根据角筋设计的实际参数，利用局部坐标系在角筋平面内定位生成角筋轴线；

（4）、调用预设的角筋模板，在角筋平面内依据角筋轴线生成钢筋，快速生成三维角筋模型，并赋值钢筋属性数据。

进一步的是，在（4）步骤之后，还包括（5）、对三维角筋模型进行轻量化处理，实现快速预览、实时显示和快速存储。

进一步的是，所述的快速生成、显示及轻量化，是采用拓扑的面模型实现。

进一步的是，在（2）步骤中，角筋平面为布筋引导线的法平面、水平面或竖直面。

进一步的是，所述的水平面和竖直面分别通过下列方法以法平面为参考生成：

水平平面的生成步骤如下：

（1）在布筋点上生成Z轴直线，在法平面上生成投影线ζ；

（2）求Z轴与投影线ζ夹角α、Z轴与投影线的叉乘Π，若夹角α为90度，法平面与水平平面重合，则中止，以法平面作为水平平面；

（3）以叉乘Π方向和旋转角度90-α度，旋转法平面；

竖直平面的生成步骤如下：

（1）在布筋点上生成Z轴直线，在法平面上生成投影线ζ，；

（2）求Z轴与投影线ζ夹角α、Z轴与投影线的叉乘Π，若夹角α为0度，法平面与竖直平面重合，则中止，以法平面作为竖直平面；

（3）以叉乘Π方向和旋转角度α，旋转法平面。

进一步的是，在（3）步骤中，当角筋具有弯钩时，以角筋轴线的端部为参考，根据弯钩的细节参数延伸出弯钩轴线。

进一步的是，钢筋属性数据结构为：

钢筋编号：字符型；

钢筋等级：整数型或枚举型；

钢筋型式：枚举型；

钢筋直径：浮点型或枚举型；

钢筋间距：浮点型；

钢筋长度：浮点型；

钢筋颜色：RGB型；

备注信息：字符型。