[发明专利]一种桥梁结构任意截面读取处理和截面特性计算方法

说明书

本发明公开了一种桥梁结构任意截面读取处理和截面特性计算方法，包括以下步骤：读取桥梁结构截面和配筋数据、标号截面轮廓线数据并首尾相连、确定截面轮廓线数据顺序、处理配筋数据、计算单个轮廓线截面特性、截面整体截面特性计算。本发明提供了桥梁结构设计中任意截面类型和配筋形式数据的读取、处理和计算截面特性的完整方法。通过将截面轮廓离散为三角形小块和三角球冠小块的方法，分别计算每个小块的截面特性，叠加获得整个轮廓线的截面特性，多个轮廓线时使用外轮廓截面特性减去每个内轮廓截面特性，获得整体截面特性。本发明能够快速读取处理和计算针对交通运输领域如铁路、公路、市政、轻轨等不同行业的多种桥梁结构形式。

技术领域

本发明属于交通运输业桥梁工程技术领域，具体涉及一种桥梁结构任意截面读取处理和截面特性计算方法。

背景技术

在桥梁结构设计中，截面特性计算是结构设计和结构计算中非常重要的计算参数，截面特性参数不仅能够用于结构计算比如桥墩截面承载力计算中，也能用于结构设计比如工程量计算中，是桥梁设计中不可或缺的参数。

当前桥梁设计中，对于矩形、圆形、T形等简单截面，可以使用计算公式获取其诸如面积、静矩、惯性矩和形心等截面特性，但是对于箱梁、异型墩等复杂截面，截面特性计算通过只能求助于AutoCAD等辅助设计软件。另外在设计中通常使用AutoCAD先画出截面轮廓，对于混凝土截面，还需画出钢筋布置位置，再进行设计计算。截面和配筋数据信息通常只能手动输入相应软件，工作效率很低。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种桥梁结构任意截面读取处理和截面特性计算方法。

本发明的技术方案是：一种桥梁结构任意截面读取处理和截面特性计算方法，包括以下步骤：

A.读取桥梁结构截面和配筋数据

读取AutoCAD软件中桥梁结构的截面数据和配筋数据，并设置不同图层区分截面轮廓图元和配筋图元数据；

B.标号截面轮廓线数据并首尾相连

将一个封闭轮廓线内部直线或者圆弧边重新排序，使其首尾相连；

C.定截面轮廓线数据顺序

封闭轮廓线的排列方向需统一为顺时针，通过计算封闭轮廓线面积来确定排列方向，如果是逆时针排列，面积为负，通过交换其中直线/圆弧起终点坐标和倒转直线/圆弧方向统一为顺时针排列；

D.理配筋数据

设置不同图层来区分截面轮廓线和配筋轮廓线，普通钢筋和预应力钢筋的图层可设为gj、yylgj，读取AutoCAD软件数据时将钢筋图层的轮廓线放入相应的钢筋数据数组中；

E.算单个轮廓线截面特性

截面特性包括面积、周长、形心坐标和惯性矩，对于截面中每个封闭轮廓线，将其划分为有共同顶点的三角形小块或三角球冠小块，分别计算小块的截面特性并叠加，得到轮廓线截面特性；

F.面整体截面特性计算

在得到截面中每一个封闭轮廓线的截面特性之后，将所有封闭轮廓线求和，就得到了截面整体的截面特性。

更进一步的，步骤B中对于存在多个封闭轮廓线的空心截面，提取出不同轮廓线数据并分别处理，形成多个首尾相连的封闭轮廓线数组。

更进一步的，步骤A中读取AutoCAD软件中桥梁结构的截面数据和配筋数据，具体过程如下：

首先，读取AutoCAD软件中图元数据；

然后，将每个轮廓线图元统一为一个图层，将将钢筋和预应力钢筋图元统一为一个图层；

再后，将轮廓线图层中非直线和圆弧的图元删掉，得到截面数据；