[发明专利]一种钢筋下料方法

说明书

本发明公开了一种钢筋下料方法，包括：采用原材料钢筋组合的方式进行下料，以组合切割后剩余原材料钢筋的长度最小且不大于设定阈值为目标，利用matlab中的intlinprog函数筛选原材料钢筋下料组合，输出待下料钢筋和对应的原材料钢筋下料组合结果；再以切割后剩余待下料钢筋长度最小为目标，求解原材料钢筋下料组合，“以钢筋浪费率最小为目标，以焊接节点不在梁跨中为约束，以每根切割后剩余待下料钢筋长度最多由两节钢筋组合为硬约束”或者“以钢筋浪费率最小为目标，以每根切割后剩余待下料钢筋仅由一节钢筋组合为硬约束”，采用相应lingo模型求解切割后剩余待下料钢筋的下料组合。本发明能够显著降低材料成本及人工成本。

技术领域

本发明涉及一种钢筋下料方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

对于一个10万方的土建项目，以一般3％的浪费率计，还不包括人工成本，整个项目的成本浪费100万左右。因而，建立合理的数学模型，优化出合理的钢筋下料清单和切割方法，对节省项目成本意义重大。

另外，在钢筋优化计算过程中，焊接节点在梁跨中一直是难以解决的问题，即使能给出梁跨中约束条件，通常也由于条件复杂难以得到问题的最优解。

为此，提出一种浪费率更低的钢筋下料的优化方法，有着十分显著的经济和社会效益。

钢筋工程中，通常采用运筹学方法建模优化，获得最优的钢筋下料清单和切割方法。以钢筋浪费最小为目标函数，以原材料钢筋的切割和焊接方式组成待下料钢筋，优化出了钢筋下料清单和钢筋切割方法，这一方法有效减少了材料的浪费，但是，该方法没有控制焊点出现的位置，因为钢筋工程规范规定，焊点不能位于某些构件的跨中区域，在模型中没有考虑这一硬性规定，导致其计算结果必须结合施工现状进行微调，该模型的不足使得它在推广使用中受到很大阻碍。为了克服上述问题，通过追加约束条件，将每节钢筋的取值限制在非跨中区间，确保了下料结果严格遵循规范要求，添加约束条件很好解决了这一问题。但是，该模型仅考虑了项目的材料成本，没有考虑人工成本。钢筋工程成本不仅包括材料成本，还包括焊接和切割所需的人工成本，在采用数学模型优化材料成本后，在获得钢筋切割方法和下料清单前，他们优化焊点数量，从而减小焊接和切割产生的人工成本。事实上，材料成本和人工成本在钢筋工程中是一对相互矛盾的因素，降低材料，可能导致人工成本升高，减少人工成本，或者说降低焊接和切割次数，同时将增加材料成本，单独考虑材料成本和人工成本，得到的钢筋工程项目的总成本显然不会最小。随后研究也通过多目标规划研究了下料问题。但是在多目标规划中，权值的选取有些经验成分，且不同项目中权值的选取有很大主观性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢筋下料方法，能够显著降低材料成本及人工成本。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种钢筋下料方法，所述方法包括如下步骤：

采集待下料钢筋长度及原材料钢筋长度，将待下料钢筋长度与原材料钢筋长度进行逐一比较：

情形1：若待下料钢筋长度不大于原材料钢筋长度，且切割后剩余原材料钢筋的长度小于等于设定阈值，则输出待下料钢筋与原材料钢筋的匹配结果；

情形2：对于根据情形1未能匹配下料的待下料钢筋，采用下述方法进行组合下料：

以组合切割后剩余原材料钢筋的长度最小且小于等于设定阈值为目标，构建形如A_eqX＝B_eq的数学矩阵模型；其中：A_eq是考虑焊接节点损失根据原材料钢筋长度构建的矩阵，X是由组合切割后剩余原材料钢筋的长度最小值及表征原材料钢筋是否参与组合下料的逻辑向量构成的矩阵，B_eq是考虑焊接节点损失根据待下料钢筋长度构建的矩阵；

利用matlab中的intlinprog函数求解X，获取相应的原材料钢筋下料组合，输出待下料钢筋和对应的原材料钢筋下料组合结果；