[发明专利]混凝土单元配筋率的计算方法及装置

说明书

本发明提供一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置，其中，该方法包括：获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型，采用预设几何单元对混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数，采用预设线型单元对钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。实现了能够适用于更多的复杂工程中混凝土单元配筋率的计算，并且能够为后续钢筋混凝土联合作用有限元计算分析提供数据支持。

技术领域

本发明涉及工程数值仿真领域，尤其涉及一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置。

背景技术

重力坝、拱坝等坝体是常见的大型水工建筑物，其中一些分布于我国的西部强震区，当发生地震时，坝体有开裂的风险，因此，需要通过坝面配筋来增加坝体的抗震性。一般地，需要计算工程中建筑物的混凝土的配筋率，通过混凝土的配筋率来反应工程的配筋工况，同时，通过控制混凝土的配筋率还可以控制工程中结构构件的破坏形态，避免超筋破坏和少筋破坏情况的发生。

现有技术计算建筑物混凝土的配筋率的方法是通过钢筋体积除以混凝土体积得到混凝土的配筋率。现有技术的方法只适用于梁、柱、板等这类简单建筑物的配筋率的计算，对于工程中复杂的建筑物模型和复杂的配筋工况并不适用，并且通过现有技术获取的混凝土的配筋率无法为后续钢筋混凝土联合作用有限元分析提供数据支持。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种混凝土单元配筋率的计算方法及装置。

一方面，本发明提供一种混凝土单元配筋率的计算方法，所述方法包括：

获取目标建筑物的混凝土模型和钢筋模型；

采用预设立体几何单元对所述混凝土模型进行划分，获取混凝土有限元模型，所述混凝土有限元模型包括M个混凝土单元，M为大于0的整数；

采用预设线型单元对所述钢筋模型进行划分，获取钢筋有限元模型，所述钢筋有限元模型包括N个钢筋单元，N为大于0的整数；

根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率。

进一步地，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率之前，还包括：

根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系。

进一步地，所述根据所述混凝土单元的形函数、所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，建立所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，包括：

根据所述混凝土单元的形函数、所述混凝土单元的位置信息，对所述混凝土单元等参变换，并采用牛顿迭代法计算，计算各所述钢筋单元端点的局部坐标；

将所述钢筋单元端点的局部坐标所在的混凝土单元，与所述钢筋单元建立映射关系。

进一步地，根据所述钢筋单元的位置信息、所述混凝土单元的位置信息，获取各混凝土单元的配筋率，包括：

根据所述钢筋单元与所述混凝土单元的映射关系，遍历各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元；

根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率。

进一步地，根据各混凝土单元存在映射关系的钢筋单元中，各钢筋单元位于对应混凝土单元内的端点数，获取各混凝土单元的配筋率，包括：