[发明专利]混凝土桥梁条形构件外封闭箍筋的计算机辅助设计方法

摘要

本发明公开了混凝土桥梁条形构件外封闭箍筋的计算机辅助设计方法，基于达索CATIA软件环境，在混凝土桥梁构件的BIM模型中，选定多个连续相交并能形成封闭空间图形的构件表面做为被选定的表面组进行设计；首先，选定钢筋基准面组、第一条封闭箍筋在配置方向的参考线段和末端弯钩位置的参考线段、初始辅助配筋表面和基准辅助配筋平面；然后，利用CATIA中的相交功能，求解封闭箍筋基准线段组，并第一条封闭箍筋的中心线；再求解封闭箍筋布置范围、封闭箍筋间距个数；最后，建立在混凝土桥梁构件表面批量布置某个方向的封闭箍筋的模板。本发明的应用实现了在混凝土构件表面快速建立某个方向的封闭箍筋模型群组。

主权项

1.混凝土桥梁条形构件外封闭箍筋的计算机辅助设计方法；其特征在于，基于CATIA软件环境，并且所述混凝土桥梁构件采用BIM模型进行建模；在所述混凝土桥梁构件的BIM模型中，选定多个连续相交并能形成封闭空间图形的构件表面做为被选定的表面组，生成所述封闭箍筋的具体步骤如下：/n步骤1、根据钢筋的设计保护层厚度，偏移所述被选定的表面组，偏移方向为向所述混凝土桥梁构件的内侧；/n创建多张与所述被选定的表面组中多个所述连续表面相对应的表面，形成钢筋基准面组，所述钢筋基准面组中的多个连续表面呈连续相交且形成封闭空间图形的结构；/n所述被选定的表面组、所述钢筋基准面组为平面组或曲面组，且所述被选定的表面组的每一个表面均与所述钢筋基准面组中相应的表面保持平行；/n所述钢筋基准面组用于定位所述封闭箍筋的中心线；/n步骤2、根据设计要求，在所述被选定的表面组中选定最具有代表性的一条棱边，作为第一条所述封闭箍筋在配置方向的参考线段；/n步骤3、根据设计要求，在所述被选定的表面组中选定一条边，作为所述封闭箍筋的末端弯钩位置的参考线段；/n步骤4、根据设计要求，在所述条形构件上选定最具有代表性的一个表面作为初始辅助配筋表面，用于为封闭箍筋的平面形状提供参考；所述初始辅助配筋表面不在所述被选定的表面组或者所述钢筋基准面组中；/n步骤5、根据设计保护层厚度，偏移所述初始辅助配筋表面，偏移方向为沿所述配置方向的参考线段的轴线方向，并朝混凝土构件内侧偏移；/n创建一张基准辅助配筋平面，所述基准辅助配筋平面与所述初始辅助配筋表面保持平行；/n步骤6、利用CATIA软件中的相交功能，求解所述基准辅助配筋平面与所述钢筋基准面组相交的线段组，即封闭箍筋基准线段组；/n步骤7、基于所述封闭箍筋基准线段组，创建第一条所述封闭箍筋的中心线；/n步骤8、根据设计要求，指定所述封闭箍筋需要布置到达的最远的端点，作为封闭箍筋布置范围控制点；/n计算所述封闭箍筋布置范围控制点至所述基准辅助配筋平面的空间距离并减去相应的所述保护层厚度，所得距离作为封闭箍筋布置范围的量值；/n步骤9、将所述封闭箍筋布置范围除以设计要求中的封闭箍筋布置间距，将所得结果取整数，得到封闭箍筋间距个数；/n步骤10、利用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，循环次数为所述封闭箍筋间距个数，每一循环中执行的步骤如下：/n步骤10.1、根据根据设计要求中的封闭箍筋布置间距，以当前循环次数乘以所述封闭箍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；/n步骤10.2、利用CATIA软件中的相交功能，求解所述当前循环次数对应的辅助配筋平面与所述钢筋基准面组相交的线段，并将此线段做为当前循环次数对应的封闭箍筋基准线段组；/n步骤10.3、利用CATIA软件中的空间距离计算功能，求解所述当前循环次数对应的封闭箍筋基准线段组中若干个控制点到所述末端弯钩位置的参考线段最近的一个点，并将此点作为当前循环次数对应的封闭箍筋末端点；/n步骤10.4、根据根据设计要求中的封闭箍筋末端弯钩长度、封闭箍筋末端弯钩弯曲角度，在所述当前循环次数对应的封闭箍筋末端点按照设计要求作2条位于所述当前循环次数对应的辅助配筋平面上的当前循环次数对应的封闭箍筋弯钩长度线段；/n所述当前循环次数对应的封闭箍筋弯钩长度线段的长度等于所述封闭箍筋末端弯钩长度；/n将所述当前循环次数对应的封闭箍筋基准线段组中经过所述当前循环次数对应的封闭箍筋末端点的2条线段作为当前循环次数对应的封闭箍筋末端线段”，每一条所述当前循环次数对应的封闭箍筋弯钩长度线段与所述当前循环次数对应的封闭箍筋末端线段所成平面角度的钝角等于所述封闭箍筋末端弯钩弯曲角度；/n步骤10.5、利用CATIA软件中的沿线拉伸实体功能，以所述当前循环次数对应的封闭箍筋基准线段组、所述当前循环次数对应的封闭箍筋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；/n步骤10.6、计算所述当前循环次数对应的封闭箍筋”的中心线的总长度，其量值等于1组所述当前循环次数对应的封闭箍筋基准线段组和2条所述当前循环次数对应的封闭箍筋弯钩长度线段的长度之和；/n步骤10.7、将所述封闭箍筋总长作为全局参数调，并将所述当前循环次数对应的封闭箍筋的中心线的总长度以累加形式计入；/n步骤11、利用CATIA软件中的用户定义特征功能，以所述被选定的表面组、所述初始辅助配筋表面、所述配置方向的参考线段和所述封闭箍筋布置范围控制点作为输入条件，以所述设计保护层厚度、所述封闭箍筋末端弯钩长度、所述封闭箍筋末端弯钩弯曲角度、所述封闭箍筋布置间距、所述封闭箍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封闭箍筋的模板。/n