[发明专利]基于CATIA的混凝土构件表面单线形钢筋的建模方法

摘要

本发明公开了基于CATIA的混凝土构件表面单线形钢筋的建模方法；根据设计保护层厚度确定被选定的表面和第一条单线形钢筋的钢筋长度方向的参考线段，创建基准面；裁剪基准面获得钢筋基准面；创建并平移初始辅助配筋平创建基准辅助配筋平面；利用CATIA的相交功能，创建基准线段；在钢筋基准面上建立所有单线形钢筋的中心线；计算钢筋布置宽度控制点至基准辅助配筋平面之间的空间距离；计算钢筋间距个数；创建循环将所有单线形钢筋的中心线的总长度以累加形式计入到单线形钢筋总长度的全局参数；利用CATIA中用户定义特征功能，建立在构件表面批量布置的单线形钢筋的模板。本发明能在混凝土构件表面快速建立的单线形钢筋模型群组。

主权项

1.基于CATIA的混凝土构件表面单线形钢筋的建模方法；步骤如下：a.在混凝土构件中，选定需要配筋的表面，根据混凝土构件的钢筋的设计保护层厚度，偏移被所述表面，所述表面的偏移方向为所述混凝土构件的内侧，创建一张与所述表面大小相同的基准面，且所述基准面与所述表面保持平行；b.根据所述设计保护层厚度，裁剪所述基准面的所有边缘，获得钢筋基准面，所述钢筋基准面用于放置所述钢筋的中心线；c.将所述被选定的表面中最具有代表性的一条边作为第一条单线形钢筋的钢筋长度方向的参考线段；d.创建初始辅助配筋平面，所述初始辅助配筋平面经过所述钢筋长度方向的参考线段；当所述被选定的表面为多边形平面时，所述初始辅助配筋平面应与所述被选定的表面垂直；当所述被选定的表面为多边形曲面时，所述初始辅助配筋平面可不与所述被选定的表面垂直；e.根据所述设计保护层厚度，偏移所述初始辅助配筋平面，方向为向所述混凝土构件的内侧，创建一与所述初始辅助配筋平面平行的基准辅助配筋平面；f.利用所述CATIA中的相交功能，求解所述基准辅助配筋平面与所述钢筋基准面的相交的线段，此线段为基准线段；g.在所述钢筋基准面上建立所述第一条单线形钢筋的中心线，步骤如下：g1.根据设计锚固长度，在所述基准线段的两个端点，分别朝所述基准线段的两个延伸线方向，绘制直线段，称为锚固长度线段；令所述锚固长度线段的长度等于所述设计锚固长度；如果所述设计锚固长度为零，则跳过此步骤；g2.根据设计弯钩长度和设计弯钩角度，在每条所述锚固长度线段的外侧端点，分别绘制位于所述基准辅助配筋平面上的直线段，称为弯钩长度线段，令所述弯钩长度线段的长度等于所述设计弯钩长度，令所述弯钩长度线段与所述基准线段的较小夹角等于所述设计弯钩角度；如果所述设计锚固长度为零，则将所述弯钩长度线段的绘制起始点改为所述基准线段的两个端点，然后再根据所述设计弯钩长度和所述设计弯钩角度完成所述弯钩长度线段的绘制；g3.籍由所述CATIA中的沿线拉伸实体功能，分别以所述基准线段、所述锚固长度线段、所述弯钩长度线段为拉伸线，以钢筋直径为轮廓，建立钢筋实体模型；g4.计算第一条所述单线形钢筋的中心线的总长度，其量值等于1条所述基准线段、2条所述锚固长度线段和2条所述弯钩长度线段的长度之和；g5.为所述混凝土构件表面布置的所述单线形钢筋添加全局参数，即所述单线形钢筋总长度，所述单线形钢筋总长度的类型为长度，令所述单线形钢筋总长度的初始值为第一条所述单线形钢筋的中心线的总长度；h.计算钢筋布置宽度控制点至基准辅助配筋平面之间的空间距离，该距离作为钢筋布置宽度的量值，所述钢筋布置宽度控制点是所述单线形钢筋需要布置到达的最远的端点；i.将所述钢筋布置宽度除以所述钢筋布置间距，将所得结果取整数，得到钢筋间距个数；j.利用所述CATIA中的知识工程阵列功能或基于C#语言编程功能或基于VBA语言编程功能，创建循环程序；所述循环程序的循环次数为所述钢筋间距个数，每个循环中的内容如下：j1.根据所述钢筋布置间距，以当前的所述循环次数乘以所述钢筋布置间距的积为控制距离，偏移所述基准辅助配筋平面获得当前循环次数对应的辅助配筋平面；j2.利用所述CATIA中的相交功能，求解所述当前循环次数对应的辅助配筋平面与钢筋基准面相交的线段，并将所述线段为当前循环次数对应的基准线段；j3.根据所述设计锚固长度，在所述当前循环次数对应的基准线段的两个端点，分别朝所述当前循环次数对应的基准线段的两个延伸线方向，绘制直线段，作为所述当前循环次数对应的锚固长度线段，所述当前循环次数对应的锚固长度线段的长度等于所述设计锚固长度；如果所述设计锚固长度为零，则跳过本步骤；j4.根据所述设计弯钩长度和所述设计弯钩角度，在所述当前循环次数对应的锚固长度线段的外侧端点，分别作位于所述当前循环次数对应的辅助平面上的直线段，作为当前循环次数对应的弯钩长度线段”，所述当前循环次数对应的弯钩长度线段的长度等于所述设计弯钩长度，所述当前循环次数对应的弯钩长度线段与所述当前循环次数对应的基准线段较小的夹角等于所述设计弯钩角度；如果所述设计锚固长度为零，则将所述当前循环次数对应的弯钩长度线段的绘制起始点改为所述当前循环次数对应的基准线段的两个端点，然后再根据所述设计弯钩长度和所述设计弯钩角度完成所述当前循环次数对应的弯钩长度线段的绘制；j5.利用所述CATIA中的沿线拉伸实体功能，分别以所述当前循环次数对应的基准线段、所述当前循环次数对应的锚固长度线段和所述当前循环次数对应的弯钩长度线段为拉伸线，以钢筋直径为轮廓，建立钢筋实体模型；j6.计算所述当前循环次数对应的单线形钢筋的中心线的总长度，其量值等于1条所述当前循环次数对应的基准线段、2条所述当前循环次数对应的锚固长度线段和2条所述当前循环次数对应的弯钩长度线段的长度之和；j7.调用所述单线形钢筋总长度的全局参数，将所述当前循环次数对应的单线形钢筋的中心线的总长度以累加形式计入；k.利用所述CATIA中的用户定义特征功能，以所述被选定的表面、所述钢筋长度方向的参考线段和所述钢筋布置宽度控制点作为输入条件，以所述设计保护层厚度、所述设计锚固长度、所述设计弯钩长度、所述设计弯钩角度、所述钢筋布置间距和所述单线形钢筋总长度作为控制参数，建立在混凝土桥梁构件表面批量布置某个方向的单线形钢筋的模板。