[发明专利]一种适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法

说明书

本发明提出了一种适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法，用以解决传统的网格划分应用到建筑结构筏板计算匹配性差、计算过程比较复杂等技术问题。本发明的步骤为：采集筏板的几何数据；将剪力墙几何数据和筏板边界数据进行序列化；查找序列化后筏板边界数据中的阴角角点，通过阴角角点生成主网格，对闭合的筏板区域进行分区；筏板分区的修正：将主网络的网格线匹配到剪力墙的墙线上；串联剪力墙，增加主网格的网格线；根据剪力墙和柱的布置平铺网格线；通过网格线交叉形成最终网格数据。本发明既能够适用于有限元计算，又可以满足边界元计算，提高计算结果的精度，弥补了建筑设计行业缺少针对且适用于筏板计算的网格划分方法的不足。

技术领域

本发明涉及建筑结构计算的技术领域，尤其涉及一种适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法。

背景技术

近年来，建筑结构在方案、设计、施工等多方面的发展逐步糅合，开启离散化分析和集成式组装的模式。建筑结构的数值计算和分析方法发展到现在，依赖计算机辅助技术和人工智能的完善，逐步迈入精细化计算的时代。其中，有限元、边界元等数值分析方法起到了关键作用，而网格划分是对二维或三维离散对象的基本处理方式，且网格划分的效率和质量直接影响到了数值计算过程，因此寻求高效率、高匹配度的网格划分方式势在必行。

数值计算在建筑结构领域中的应用时间不长，很多源自机械或金属材料领域的研究成果。比如传统的网格划分方式多数就来自于航天、船舶等行业的科技发展，但当其应用到建筑结构中的筏板计算时，就有了明显的匹配性问题。比如常规具有凹凸的筏板平面，通过传统的网格划分方式得到的网格排布在剪力墙等竖向构件附近常常出现尺寸突变和数量突变等问题，这与方法本身的适用性和针对性有很大关系。为此，研究一种针对且适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法，对提高数值计算稳定性和计算结果可靠性具有实际改善作用，针对筏板类板式基础分析具有很强的匹配度和适用性，进而推进建筑结构数值计算的进步。

发明内容

针对传统的网格划分应用到建筑结构筏板计算匹配性差，计算过程比较复杂的技术问题，本发明提出一种适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法，考虑了网格与剪力墙、柱匹配的关系，将剪力墙和柱的优先级提高，网格划分的区域约束化模式与筏板的板带式受力特点更匹配。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于建筑结构筏板基础数值计算的网格划分方法，将竖向构件按照当前几何位置抽象为网格线或网格节点，将网格线生成与剪力墙构件几何位置关联，其步骤如下：

步骤一：采集筏板的几何数据：包括筏板顶剪力墙几何数据、柱的几何数据和筏板边界数据；

步骤二：前处理：将步骤一中的剪力墙几何数据和筏板边界数据进行序列化；

步骤三：查找序列化后筏板边界数据中的阴角角点，通过阴角角点生成主网格对闭合的筏板区域进行分区；

步骤四：筏板分区的修正：根据剪力墙修正主网格的网格线，将主网络的网格线匹配到剪力墙的墙线上；

步骤五：根据步骤四修正后的主网络、序列化的筏板和剪力墙的几何数据串联剪力墙，增加主网格的网格线；

步骤六：主网格内平铺：根据剪力墙和柱的布置平铺网格线。

所述筏板边界数据和剪力墙几何数据是多条线段的起始坐标；柱的几何数据为多个点的坐标。

所述步骤二中的序列化为顺时针排列或逆时针排列，将筏板边界梳理成首尾相接排列的多条线段，从最下部的线段开始依次进行排序；

同时，将筏板边界数据同朝向排序：把线段分成两组，一组为横向朝向，一组为竖向朝向，排序方式依据先横向朝向后竖向朝向，且先左后右的大小排序；

将剪力墙的墙线坐标增序、同朝向排列，依据先横向后竖向且先左后右的大小排序，分成2组，并存入不同的矩阵中。