[发明专利]一种基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法

权利要求书

1.一种基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：

步骤1，设定工作环境：设定建模软件平台的工作空间，并准备需要用到的分类信息；

步骤2，输入设计参数：输入的设计参数包括线性工程的设计轴线参数、结构尺寸参数、非连续构件的布置参数、施工工艺的分段参数；其中，结构尺寸参数包括结构尺寸纵向变化拐点、纵向倒角位置和横梁位置；施工工艺的分段参数包括分段浇注参数和施工缝位置；

步骤3，结构纵向切分，包括如下步骤：

步骤31，轴线建立：根据步骤2输入的线性工程的设计轴线参数，在建模软件平台中建立轴线；

步骤32，纵向切分点位置标注：将步骤2输入的每个结构尺寸纵向变化拐点、纵向倒角位置、横梁位置和施工缝位置与步骤31建立的轴线的交点位置在建模软件平台中进行标注，每个标注点即为一个纵向切分点；

步骤33，纵向切分面建立：根据步骤2输入的结构尺寸参数和施工工艺的分段参数，在每个纵向切分点处均建立一个纵向切分面；

步骤4：特征横断面切分，包括如下步骤：

步骤41，基准横断面选取：从步骤33建立的纵向切分面中选取一个作为基准横断面；基准横断面上的曲线变化拐点数量要不少于其他纵向切分面上的曲线变化拐点数量；

步骤42，特征横断面绘制：遍历除基准横断面以外的其余纵向切分面，将在其余任一个纵向切分面中出现，但未在基准横断面上出现的曲线变化拐点，称为补充拐点；对所有补充拐点分别进行坐标定位，将坐标定位后的所有补充拐点均绘制在基准横断面上，并对基准横断面的图形结构进行修正，形成特征横断面；

步骤43，特征横断面切分：对步骤42绘制的特征横断面进行规则化四边形切分，使得特征横断面由若干个规则四边形组成；

步骤44，控制点标注及坐标定位：步骤43中，每个规则四边形的每个角点即为一个控制点，共形成m个控制点，对m个控制点均进行序号标注及坐标定位；

步骤5，最前端纵向切分面上控制点标注并绘制：将步骤44形成的m个控制点，在位于最前端的纵向切分面上，根据步骤2输入的结构设计参数计算对应坐标进行位置标注并绘制；

步骤6，下一纵向切分面上控制点标注并绘制：将步骤44形成的m个控制点，在位于最前端纵向切分面之后的下一纵向切分面上，根据步骤2输入的结构设计参数计算对应坐标进行位置标注并绘制；

步骤7，前后纵向切分面上六面体生成：将步骤5中最前端纵向切分面上规则四边形的四个控制点，与步骤6中下一纵向切分面上对应规则四边形的四个控制点，一一对应连接，形成六面体；直至最前端纵向切分面与步骤6中下一纵向切分面之间的所有六面体均生成；

步骤8，非连续构件生成：根据步骤2输入的非连续构件的布置参数，判断步骤7生成的六面体后位置是否为非连续构件布设位置，如是，则进行非连续构件的绘制生成；

步骤9：结构实体生成：重复步骤6至步骤8，依次在相邻两个纵向切分面之间建立六面体，结构实体生成；

步骤10，模型输出，根据设计需要，输出如下两种模式：

输出模式一，针对步骤9生成的结构实体，根据工程需要进行分段布尔求和，输出所需要的BIM模型；

输出模式二，针对步骤9生成的结构实体，进行映射网格细分，输出有限元网格模型；

步骤11，变更：当线性工程发生变更时，将自动运行步骤2至步骤10，实现自动修正和更新。

2.根据权利要求1所述的基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：步骤1中的分类信息包括结构材质、图层或颜色特性以及所属的构件分类。

3.根据权利要求1所述的基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：非连续构件包括桥梁的横隔板或加劲肋。

4.根据权利要求1所述的基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：步骤32中，在相邻两个纵向切分点之间，根据需要，增设纵向切分点，形成加密纵向切分点；步骤33中，在每个纵向切分点和每个加密纵向切分点处均建立一个纵向切分面。

5.根据权利要求1所述的基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：根据需要，纵向切分面为与轴线相垂直的平面或与轴线呈夹角的平面或规则化的非平面。

6.根据权利要求1所述的基于有限元网格划分的线性工程结构快速BIM建模方法，其特征在于：步骤43中，每个规则四边形中的最小角度不小于15°。