[发明专利]基于CAD二维图形计算预应力筋张拉延伸量的方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于CAD二维图形计算预应力筋张拉延伸量的方法及系统，通过根据预应力筋布置图中的立面图和平面图分别获取每根预应力筋的竖弯曲线素元素和平弯曲线元素；然后针对不同竖弯与平弯的情形，分情况计算每个所述竖弯曲线元素的起始点处的预应力、该竖弯曲线元素上的预应力损失以及张拉延伸量；最后根据张拉应力的方向获取所述方向上的所有竖弯曲线元素的预应力损失与张拉延伸量之和，得到总的预应力损失与张拉延伸量。针对由大量的由CAD二维制图手段和表达的预应力筋，在计算预应力筋预应力摩阻损失和延伸量时同时考虑竖弯和平弯的影响，分段精确计算，具有运算效率高、识别准确度高、结果精确度高的优点。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于CAD二维图形重构预应力筋的空间信息并计算张拉延伸量的方法及系统。

背景技术

预应力混凝土结构，是在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。预应力混凝土结构自从第二次世界大战后发明以来，取得了巨大的成果，突破了混凝土不能受拉和开裂的约束，大大扩展了混凝土结构的应用范围。目前桥梁预应力主要采用钢绞线、高强度钢丝和高强度粗钢筋提供，统称为预应力筋。

预应力筋对于混凝土结构的受力安全至关重要。预应力筋在混凝土结构中定位以及施工张拉延伸量的准确性，对混凝土结构受力状态有较大的影响，定位错误或张拉延伸量错误可能引起灾难性的后果。固在工程设计时，需单独给出预应力的线形等几何信息，并提供张拉延伸量给施工单位。

长期以来，设计人员习惯采用AutoCAD进行工程二维制图，大量的预应力混凝土梁通过立面、平面、剖面等表达几何和定位信息。预应力筋同样通过二维制图的形式进行表达，导致施工时难以进行准确放样，甚至会出现相互碰撞的现象。而作为施工关键参数的张拉延伸量，由于人员难以获得预应力筋的完整空间信息，往往会通过简化为某个影响的最大平面的投影形状去计算，通常为简化为立面，即只考虑竖弯，而忽略其他投影面对线形的影响。这样计算得到的延伸量显然是不精确和不可靠的。

有鉴于此，有必要研究一种新的基于CAD二维图形重构预应力筋空间信息并计算张拉延伸量的方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新的基于CAD二维图形计算预应力筋张拉延伸量的方法及系统，具有算法逻辑清晰简单、运行效率高、识别准确度高的优点。

为实现上述目的，本发明提供一种基于CAD二维图形计算预应力筋张拉延伸量的方法，包括步骤：

S11，根据预应力筋布置图中的立面图获取每根预应力筋的竖弯曲线，按照预设的拆分规则获取每个所述竖弯曲线的竖弯曲线元素C_si，，所述竖弯曲线元素包括直线与圆弧，并建立存储有每根预应力筋的所述竖弯曲线的结构化数据的竖弯曲线表达数据集SDatas，其中，每个所述竖弯曲线的结构化数据包括该竖弯曲线的所有第一交点的第一交点数据；所述第一交点包括所述竖弯曲线的起点和终点、相邻的两个所述竖弯曲线元素的交点、以及为圆弧的所述竖弯曲线元素的圆弧两侧切线的交点，所述第一交点数据包括所述第一交点的X轴坐标、Z轴坐标以及圆弧半径；其中，所述第一交点数据按照X轴坐标升序排列；所述第一交点为直线的端点时，所述圆弧半径为0；

S12，根据预应力筋布置图中的平面图获取每根预应力筋的平弯曲线，按照预设的拆分规则获取每个所述平弯曲线的平弯曲线元素C_hj，，所述平弯曲线元素包括直线与圆弧，并建立存储有每根预应力筋的所述平弯曲线的结构化数据的平弯曲线表达数据集HDatas，其中，每个所述平弯曲线的结构化数据包括该平弯曲线的所有第二交点的第二交点数据；所述第二交点包括所述平弯曲线的起点和终点、相邻的两个所述平弯曲线元素的交点、以及为圆弧的所述平弯曲线元素的圆弧两侧切线的交点，所述第二交点数据包括所述第二交点的X轴坐标、Y轴坐标以及圆弧半径；其中，所述第二交点数据按照X轴坐标升序排列；所述第二交点为直线的端点时，所述圆弧半径为0；